连续刚构桥合拢段中劲性骨架约束锁定方式分析研究

刘红强

摘要: 本文主要针对连续刚构桥合拢段中,劲性骨架约束锁定方面,就相关问题进行分析。

关键词：连续刚构；劲性骨架约束锁定；分析

0 前言

随着国民经济及现代化交通运输事业的快速发展,大跨度桥梁日益增多。连续刚构桥由于墩梁固结,施工方便,跨越能力大,经济性较好,使用效果好，目前已被广泛采用，但是连续刚构合拢段时还存在相关问题。

连续刚构合拢段是指连续刚构边跨现浇段与“T”悬臂和两个“T”悬臂之间的连接部位。我们主要研究连续刚构合拢段构造措施，合拢段构造措施中的劲性骨架约束锁定方式及劲性骨架的作用。

1 合拢段的构造措施

由于合拢段构造措施是连续刚构桥梁体系转换成败的关键，所以，实际施工中多给予充分重视。合拢段构造措施主要是从解决好合拢段浇筑混凝土过程中标高恒定问题、合拢温度及合拢后合拢段受温度影响问题、合拢段新浇混凝土产生的收缩问题等，这些问题对成桥后稳定性产生主要影响。

合拢段浇筑混凝土过程中标高恒定问题，是指通过施工中的措施控制，达到合拢段混凝土成型后的标高与设计标高吻合的目的，以保证合拢段混凝土应力状态处于理想的设计状态，而不受到额外偏载应力的影响。施工中，解决方式主要是采用边浇筑混凝土边卸载的方式，以保持合拢段标高与设计吻合，使合拢段避免在成型过程中受偏载力而影响成桥后的稳定性。

合拢温度及合拢后合拢段受温度影响问题，由于大型连续刚构桥梁的混凝土体积较大，使用过程中,受气温的影响产生热胀冷缩的温度应力效应较明显，为了保证合拢成桥后，桥梁一直处于温度应力影响的稳定状态，必须在合拢时进行气温的选择。施工中，一般选择在低气温合拢，即大气温度略低于当地全年的平均气温，这样，可以保证合拢后，连续刚构体系在全寿命使用过程中，主要承受高于合拢温度而产生的混凝土体积膨胀压应力，而不至于成桥后受低气温影响产生的混凝土拉压力导致影响稳定性。

合拢段新浇混凝土产生的收缩问题。合拢段新浇筑的混凝土在浇筑时，首先在水泥水化热作用下产生体积膨胀，浇筑完成后，随着水化反应结束，内部温度降低，混凝土体积又发生收缩。收缩问题会导致合拢后，梁体内部压应力不足而影响体系的稳定性。解决合拢段新浇混凝土产生的收缩问题，主要是通过构造措施来解决。首先设计上在满足“T"构最后一节悬浇梁段施工操作空间的前提下，尽可能将合拢段长度设计短一些，以减少合拢段的收缩量。然后，再对合拢段采用劲性骨架约束锁定。

2 劲性骨架约束锁定方式

劲性骨架约束锁定方式一般有三种选择：内外刚性锁定法、内或外刚性锁定及张拉临时束法、内外刚性锁定和张拉临时束法。

a．内外刚性锁定法

所谓外刚性锁定是指在箱梁顶板、底板表面用型钢固定；所谓内刚性锁定是指在箱梁顶板、底板中沿纵向用型钢固定。内外刚性锁定法即在箱梁顶板、底板上下表面和纵向同时锁定的方式。

b．内或外刚性锁定及张拉临时束法

在内外刚性锁定法中选择一种的情况下，对合拢段再行施加临时钢束进行张拉的方式。

c．内外刚性锁定和张拉临时束法。

在内外同时刚性锁定的情况下，对合拢段施加临时钢束进行张拉的方式。

3劲性骨架的作用

劲性骨架的作用是在合拢段混凝土养生期间，即设计强度未完全形成期间，帮助或者替代混凝土承受桥梁结构在此处可能产生的拉力、压力、弯矩、剪力和扭矩，以保证合拢段混凝土在凝结硬化过程中尽可能排除外界因素的干扰；同时在桥梁合拢后，劲性骨架增大了合拢段的刚度和强度，有利于确保合拢段质量和增加桥梁的整体性。

4劲性骨架约束锁定方式优劣分析研究

对于在合拢段的施工中，合拢段构造措施、合拢段构造措施中的劲性骨架约束锁定方式及劲性骨架的作用这三个问题中，合拢段构造措施中的劲性骨架约束锁定方式，可以影响第一和第三个问题。第二个劲性骨架约束锁定方式值得研究，即三种劲性骨架约束锁定方式区别。

内外刚性锁定，锁定后内锁定钢对腹板钢筋的影响较大，不利于腹板混凝土的浇注，对于后期产生因内锁定钢的影响，而使合拢段的混凝土不能受到充分的预压。温度下降时合拢段两端的混凝土回缩，而没有临时束，使合拢段的混凝土受拉开裂。

内或外刚性锁定及张拉临时束法，内刚性锁定及张拉临时束法，同内外刚性锁定有一样内锁定钢的缺陷，而没有临时束的缺陷。外刚性锁定及张拉临时束法，外刚性锁定可以保证腹板钢筋绑定及混凝土的浇注，等后期拆掉外刚性锁定时，张拉也不受影响。张拉临时束的作用是温度下降时，合拢段两端的混凝土回缩，有了临时束，不会因为合拢段两端的混凝土回缩，使合拢段的混凝土受拉开裂。

内外刚性锁定和张拉临时束法。同内外刚性锁定有一样内锁定钢的缺陷，而没有临时束的缺陷。

5 结论

从以上分析可以看出a.c种方式和b种中的内刚性锁定及张拉临时束法的不足。若考虑合拢风险上，推荐合拢中劲性骨架约束锁定方式采用外刚性锁定及张拉临时束法。

参考文献

1．交通部公路科研究所.下沙大桥施工监控报告.北京，2002.87

2.交通部公路科研究所.琼州大桥施工图设计.北京，2001.68

3．交通部公路科研究所.室内试验桥仿真分析、设计报告.北京，2003.76

4．朱伯芳著.有限单元法原理与应用.北京：中国水利水电出版社，1998.607

5．徐芝纶.弹性力学（上下册）.北京：高等教育出版社，1984.340

6．王勖成，邵敏.有限单元法基本原理和数值方法.北京：清华大学出版社，1997.568

7．中华人民共和国交通部部标准.公路桥涵设计规范.北京：人民交通出版社，1989.455

8．戴公连，李德建.桥梁结构空间分析设计方法与应用.北京：人民交通出版社，2001.283