悬浇预应力连续梁施工控制中结构体系转化分析

２０１１年第５期　（总第２０７期）　黑龙江交通科技　ＨＥ　ＬＬＯＮＧＪｌＡＮＧ　ＪｌＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪｌ　Ｎｏ．５，２０１１　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２０７）　悬浇预应力连续梁施工控制中结构体系转化分析　倪海桂　（盐城市新景市政工程有限公司）　摘要：简单分析了两种体系转换顺序方案，对两种方案进行结构有限元分析计算比较结果，选择一种较优　的体系转换顺序方案。　关键词：预应力；合拢；施工顺序；张拉钢束；结构优化　中图分类号：Ｕ４４５．７　文献标识码：ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１１）０５—００５７一Ｏ１　１合拢段施工顺序　合拢段施工是连续梁施工和体系转换的重要环节，合拢　施工必须满足受力状态的设计要求和保持梁体线性，控制合　拢段的施工误差。悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥的合拢　顺序常采用逐孑Ｌ合拢或多孔一次合拢。一般多是对称进行，　其顺序为先各边跨，再次中跨最后为中跨。　２转化顺序分析与优化　多跨悬臂浇筑连续梁桥在对称悬臂浇筑完成到全桥合　拢要经历一个复杂的结构体系转换过程，其中包括合拢段的　锁定、合拢束的张拉，各墩临时固结的拆除、墩顶永久支座的　下落，随着合拢的进行梁体悬臂端不断发生下挠与上翘，梁　体线性发生复杂的变化，只有选择合理的结构体系转换顺　序，才能保证在合拢过程的安全性，满足各跨合拢段的合拢　精度，使成桥线性和内力满足设计要求。　３常采用的体系转换顺序　‘　同时施工过程中各项次内力都比较小。　４体系转换顺序优化　合拢段顺序及体系转换顺序做以下优化，合拢段顺序及　体系转换顺序如下图２所示：　—　ｉ一ｎ—　ｉ一——面一—　一——ｉ一—　ｉ一—　ｉ一——ｉ一　一　五　一—　—ｎ　ｒ—豆一——　一——：云一——赢一—　—１　—　一　云一一一　矗　———　——　—　＝ｉ　１）■娆Ｉ、２、，，●和５号一５十Ｔ拇．２’善直肇ｔｉｅ础膏　■●时一螬．啦坼音托．饰　２　，■●　簟幢时瞳培　图２合拢段施工顺序及体系转换顺序圈　目前工程上常采用的结构体系转换顺序及体系转换顺　序如图ｌ所示：　—　ｉ一ｎ—　ｉ一广—宅ｉ一‘　ｒ—　亍一——蠹一——ｉ一——　—　ｉ一——ｉ一——　一——墨一—　ｉ一—　ｉ一—　ｉ一——ｉ一——面一——　一—＝亏ｉ＝一　　——ｉ一——ｉ一　且　（１）对边跨合拢段进行临时锁定（刚性支撑及张拉顶板　临时束），浇注边跨合拢段，待混凝土达到张拉强度后，张拉　边跨底板合拢束。（２）边跨直线段支架下落，将次中跨合拢　段进行临时锁定，浇注次边跨合拢段。（３）张拉次边跨第一　——ｉ　—＇　—篙亍；—１　批底板正弯矩预应力合拢钢束，拆除１号、５号墩墩顶临时　锚固，下落１号、５号墩永久支座，张拉次边跨第二批底板正　弯矩预应力合拢钢束。（４）将中跨合拢段进行临时锁定，浇　注中跨合拢段。（５）张拉中跨第一批底板正弯矩预应力合　拢钢束，拆除２号、３号和４号墩墩顶临时锚固，下落２号、３　号和４号墩永久支座，张拉中边跨第二批底板正弯矩预应力　合拢钢束，最后形成六跨连续结构，完成体系转换。　５结束语　。　一■　采遗ｌ｜ｔ量闻　ｔ　２．３翱●号●‘时■■肚并旨ＩＵ），Ｅ戚体■　套．　图１　６跨悬浇连续梁合拢段施工顺序及体系转换顺序图　（１）对边跨合拢段进行临时锁定，是通过刚性支撑及张　拉顶板临时束。（２）浇注边跨合拢段，待混凝土达到张拉强　度后，张拉边跨底板合拢束。（３）边跨直线段支架下落，拆　除１号和５号墩墩顶临时锚固，同时锁定墩顶永久支座这样　就限制了箱梁纵向位移，结构由刚结双悬臂梁体系转换成单　悬臂梁体系。（４）将次中跨合拢段进行临时锁定，浇注次边　跨合拢段，解除ｌ号和５号墩顶永久支座限位装置，下落１　号和５号墩永久支座，张拉次边跨底板合拢束。（５）将中跨　合拢段进行临时锁定，拆除２号、３号和４号墩墩顶临时锚　固，同时锁定墩顶永久支座（限制箱梁纵向位移），浇注中跨　合拢段。（６）下落２号、３号和４号墩永久支座，张拉中跨底　板合拢束，最后形成六跨连续结构，并完成体系转换。此体　系转换顺序结构受力明确，最终体系的恒载内力分布合理，　收稿日期：２０１ｌ一０３—１ｌ　尽管大跨度预应力混凝土连续梁桥在设计、施工、控制　上已经是一种比较成熟的桥型，但是随着向多跨、特大跨径　的发展，在实际工程中出现了一系列的问题，需要进行不断　的优化和改进。本文对常用的结构体系转换顺序进行优化，　将临时固结拆除延后，避免临时固结拆除引起过大的挠度，　不利于合拢。将跨中底板合拢预应力筋在固结拆除前后分　次张拉，避免由于固结拆除延后多次超静定导致预应力二次　力的过大。施工控制必须与施工方法紧密结合，为了提高施　工控制的质量，可以通过优化施工方法角度考虑，尤其是采　用悬臂浇筑法施工的大跨径连续梁桥的施工控制，大跨径连　续梁桥的施工从Ｔ构悬臂对称浇筑到合拢施工，要经历一个　复杂的体系转换过程，如何设计一个粱体竖向挠动小、应力　低的合拢施工和结构体系转换顺序方案是施工控制的关键。　（下转第５９页）　作者简介：倪海桂（１９７３一），男，江苏盐城人，工程师，主要从事道路与桥梁施工技术及监控研究。　・５７・　第５期　李晓波：河北省国省干线公路梁式桥病害调查与维护　总第２０７期　移。有的立交桥中墩坐落在下行路线的路基上。路基施工　时，由于振动压路机使路基土体固结，对桩基产生负摩阻力，　导致桩基下沉。　有的桩基受地质灾害影响发生病害。张家口某高速公　路跨线桥桥台桩基由于受到山体边坡滑坡的影响，发生水平　向位移、转角位移，甚至被滑坡体剪断。　基础以及下部的位移与沉降会对桥梁的上部结构产生　严重影响。尤其对于连续梁超静定结构，会产生较大的附加　梁墩台基础、翼墙锥坡、调治构造物等冲刷情况进行检查、观　测，及时发现和处治水毁现象，避免水毁病害加重危及全桥。　加强桥梁桥面系统的养护，特别要注意桥面铺装的防　水、排水，杜绝桥面积水现象；桥面伸缩缝破损要及时维修，　防止漏水，提高桥梁、板的耐久性，保持支座的使用功能。对　防撞栏进行除锈、涂防水材料处理，防止开裂、生锈。　加强桥跨结构主要受力截面、重要构件要加强检查，谨　防腐蚀并实施定期检查并保持桥面铺装的平整度。　３．２定期对桥梁进行检测　内力，使梁体受力加大，开裂破坏。　２．３附属结构病害　（１）桥面铺装病害。铺装层厚度小，配筋少，缺少防水　措施，造成桥面在重车作用下发生松散、开裂破坏。桥面铺　桥梁检测是进行桥梁养护、维修和加固的先导工作，是　决定维修和加固方案可行和正确与否的前提。对现有正在　使用的桥梁按使用年限、重要性、类别等不同形式，开展有计　划的、有针对性的桥梁检测，这是一项非常重要的基础性工　作，也是势在必行的。利用先进的仪器，科学的方法对病桥　进行诊断，分析出它的病因、成因，找出它的主要缺陷，为桥　梁的修复提供科学、翔实的依据。同时要注重开发和引进先　进的检测仪器，充实和完善检测方法及理论，使我们能够更　加准确及时地诊断出桥梁病害，使桥梁修复做到有的放矢。　３．３根据检测结果加固设计　装的破坏，使主粱失去了保护，主梁发生开裂、渗水。有时桥　面除雪使用了含盐的除雪剂，带有有害物质的积水下渗，加　速了主梁碱骨料反应、抓盐侵蚀、冻融破坏、混凝土可融物质　析出、钢筋锈蚀等病害的发生发展，降低了桥梁的使用寿命。　（２）伸缩缝病害。伸缩缝长期受动荷载的作用，并且承　担着满足梁体变形的任务，容易发生破坏。常见的病害有：　伸缩缝被杂物卡住，失去自由伸缩功能，加大主梁承受温度　变形的附加内力；漏水，加速侵蚀主梁梁端；还有锚固件松　脱，预埋钢板断裂，填缝料脱落，伸缩缝结构破坏，两侧桥面　的混凝土破碎，形成坑槽。伸缩缝的破坏将进一步加剧车辆　通过时的颠簸，加大梁端所承受的动荷载冲击，使其发生疲　劳破损。　（３）支座病害。支座的功能是满足主梁位移、转动的需　要，并且支撑主梁，按照设计要求限制主梁某些方向的位移。　如果支座发生病害，则主梁受力的边界条件就要改变，主梁　受力会受到很大的影响。支座病害主要包括支座本身的破　坏，例如橡胶老化，变硬或开裂，使支座变形受限，主梁受力　加大，梁端或墩台顶面开裂破坏。滑动支座四氟板滑移脱　加固设计是桥梁修复后，保证桥梁达到提高承载力、延　长使用寿命、充分体现修复目的的重要基础。根据桥梁修复　目的，依据检测数据及查出的病因，采用最先进、最有效、最　简洁的理念对病桥进行有针对性的加固设计，通过加固和改　造，改善和提高旧桥的承载能力和通过能力。在桥梁修复过　程中要注意新材料、新工艺的应用与开发，这样会收到事半　功倍的效果。　３．４　治理超限运输是保障桥梁安全的关键　公路超限运输是造成公路桥梁非正常损坏主要原因。　超限运输不治理，公路和桥梁的损坏将难于遏制，交通安全　将难于保证。　４结语　落，造成滑动受限，梁体附加内力增大。固定支座的锚固装　置松动错位，使梁端的变形不再受到限制，改变了梁体的受　力状态。还有由于施工问题，导致支座安装不密贴，或者支　座垫石破坏，支座支垫钢板脱落，造成支座脱空，使梁体失去　支撑，受力情况改变。　（４）其他附属结构。如泄水孔堵塞，桥面排水不畅。如　果长期不加以处治，桥面水就不能及时排走，会淤积、下渗，　或者沿边梁涎流，对钢筋混凝土梁产生侵蚀、冻融等，加速梁　完善、详实的桥梁基础资料是桥梁养护管理和加固维修　的前提和必要条件；桥梁检测是进行桥梁养护、维修和加固　的先导工作，是决定维修和加固方案可行和正确与否的前　提。因此，掌握桥梁病害状况，在对病害产生的原因进行正　确诊断分析的基础上，配合科学合理的设计和正确的养护措　施，严格按照施工程序控制施工质量，可大大延长维修周期，　提高桥梁的耐久性，延长桥梁的使用寿命。　参考文献：　体病害的发生和发展。还有桥头跳车，如果不加以治理，则　梁端部长期承受较大的冲击荷载作用，梁端发生开裂，混凝　土破碎等病害。再如导流设施、调治构造筑物，如果破坏，则　水流冲刷加大，直接影响破坏桥梁基础与下部，若下部发生　病害变形后，就会进而间接影响主梁结构的安全。　３桥梁病害的维护措施　３．１桥梁的养护是防治桥梁病害的最重要措施　加强汛期后桥梁的养护工作。汛期及洪水过后，要对桥　（上接第５７页）　参考文献：　［１］　赵卫国．公路钢筋混凝土梁桥的病害分析与受损后承载能力　计算［Ｄ］．长安大学，２００７．　［２］　金玉泉，桥梁的病害及灾害［Ｄ］．同济大学，２００６．　［３］　陈璐玲，吴明蜂．福建省高速公路桥梁病害原因分析与维护措　施［Ｊ］．华东公路，２００９，（３）．　［４】林任生．高速公路桥梁病害分析及防治［Ｊ］．公路与汽运，　２００９，（５）．　２００３．　［６］　雷俊卿．桥梁悬臂施工与设计［Ｍ］．人民交通出版社，２００５．　［７］　范立础，预应力混凝土连续梁桥［Ｍ］．人民交通出版社，１９８８．　［８］　张继尧，王昌将．悬臂浇筑预应力混凝土连续桥梁［Ｍ］．人民　交通出版社，２００４．　［１］潘安亮．特大跨径预应力混凝土连续梁桥施工控制研究［Ｊ］．　合肥：合肥工业大学，２００７，（５）：４２—４３．　［２］　陈晓强．大跨径预应力混凝土连续梁悬臂施工控制方法［Ｄ］．　东南大学，２ｏｏＯ．　［９］　张谢东．预应力混凝土连续梁桥施工控制仿真研究［Ｄ］．武汉　理工大学，２００５．　［３］　刘士林．特大跨径预应力混凝土连续梁桥若干关键技术问题　的研究［Ｊ］．东南大学交通学院，２０００，（８）．　［４］　向中富．桥梁施工控制技术［Ｍ］．人民交通出版社，２００１．　［５］葛耀君．分段施工桥梁分析与控制［Ｍ］．人民交通出版社，　［１０］徐君兰．大跨度桥梁施工控制［Ｍ］．人民交通出版社，２０００．　［１１］徐岳，王亚君，万振江．预应力混凝土连续桥梁设计［Ｍ］．人民　交通出版社，２０００．　・５９・