不同聯長對大跨徑連續剛構橋成橋預拱度設置影響

孫 龍 華

(山西省交通科學研究院，山西 太原 030006)

為了消除橋梁在施工及運營過程中主梁變形對橋梁的不利影響，橋梁施工過程中需要設置預拱度，橋梁預拱度包含兩方面內容：施工預拱度和成橋預拱度，分別為抵消橋梁在施工過程中及成橋運營過程中的主梁變形而設置的預拱度。

合理的設置預拱度的前提是對主梁變形的準確把握。影響主梁變形的因素很多，混凝土自重、日照、溫度變化、墩柱壓縮、掛籃變形、預應力鋼束張拉、混凝土收縮徐變等不確定因素均會對主梁產生撓度，影響橋梁各階段預拱度的設置。這些因素可以依據現場測量結果，采用數學方法予以識別，并在計算模型中進行調整，以達到理論和實際結果的一致性。而橋梁的成橋預拱度除了受上述因素影響外，還與橋梁結構本身的特征有關。本文以實際橋梁為依托，分析不同聯長對連續剛構橋成橋預拱度的影響。

1 依托工程簡介

某大橋為高速公路橋梁，分左右幅，主橋為(80+4×150+80)m預應力混凝土連續剛構橋，主梁為直腹板變截面單箱單室箱梁，三向預應力混凝土結構。箱梁頂寬13 m，底寬7.0 m，懸臂長3 m；合龍段梁高3.5 m，頂、底板厚0.3 m，0號塊中心高度9.0 m，底板厚1.5 m，從懸臂端到0號塊梁高按h=3.5+5.5×(x/69)1.8變化，底板厚按h=0.3+0.7×(x/69)1.8變化。主墩采用薄壁空心墩，基礎采用鉆孔灌注樁。橋梁總體布置見圖1。

2 不同聯長的影響分析

以依托工程主橋為研究對象，在保持其他條件不變，將橋梁的主跨數在原橋6個主跨的基礎上依次減少1跨，即分別建立4座連續剛構橋梁的仿真計算分析模型，其跨數依次為3～6，4座

連續剛構橋的聯長分別為：310 m,460 m,610 m,760 m，各橋主跨均為150 m，邊跨為80 m。

不考慮自然環境及橋梁自身預應力損失、剛度下降的影響，橋梁后期變形主要和混凝土收縮、徐變及車輛荷載的作用有關系。下面分別對不同聯長的橋梁在混凝土收縮、混凝土徐變及車輛活載作用下的變形進行計算(混凝土收縮及徐變均考慮10年的時間)。

主梁變形結果見圖2～圖13，主梁關鍵斷面撓度見表1～表4。

表1 各因素作用下三跨一聯的主梁關鍵截面撓度

mm

表2 各因素作用下四跨一聯的主梁關鍵截面撓度 mm

表3 各因素作用下五跨一聯的主梁關鍵截面撓度 mm

表4 各因素作用下六跨一聯的主梁關鍵截面撓度 mm

3 結語

從上述計算結果可知：

1)主梁的變形并不完全對稱(尤其是在徐變作用下)，主要是由于各個橋墩的高度不同，抗推剛度有差異造成的；

2)除了最右側主墩偏低，其他各主墩高度差別不大；在六跨一聯的橋梁中，主梁的變形基本以橋梁中心成對稱狀態，表明隨著聯長的增加，兩側主墩的抗推剛度對主梁整體變形差異的影響效應在削弱；

3)不考慮主墩的變形，從三跨一聯到五跨一聯橋梁在收縮作用下中跨跨中的最大撓度有逐漸減小的趨勢；

4)不考慮主墩的變形，在徐變的作用下，各橋主梁中跨出現上撓的趨勢，邊跨出現下撓的趨勢，數值有逐漸減小趨緩的趨勢；

5)在車輛荷載的作用下，從三跨一聯到六跨一聯，各橋主梁中跨跨中最大下撓值有逐漸增多的趨勢，邊跨撓度值基本保持不變。

連續剛構橋成橋運營過程中，在外荷載的作用下主梁會產生一定的變形，一旦變形過大不僅影響橋梁行車舒適性，同時還會導致主梁開裂，對橋梁結構的耐久性產生不利影響；為消除此類變形的不利影響，需要在橋梁施工過程中設置成橋預拱度。成橋預拱度的量值，不僅和橋梁主跨跨徑及活載有關，同時還要考慮不同聯長等因素，根據實際情況合理設置。

[1] 徐君蘭.大跨度橋梁施工控制[M].北京:人民交通出版社,2000.

[2] 張永水，曹淑上.連續剛構橋線形控制方法研究[J].中外公路，2006(6):83-86.

[3] 申紅軍.大跨徑連續剛構橋施工過程線形控制研究[J].山西交通科技，2014(1):55.