多跨连续梁桥合龙方案研究

黎圆圆

(贵州路桥集团有限公司)

0 引言

采用悬臂浇筑法施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥，立模标高是确定成桥线型的关键。施工立模标高的确定与实际施工过程密切相关，尤其是合龙方案对成桥累计位移和结构成桥内力的影响更大。合龙段施工后，桥体即发生体系转换，应力将发生重分布，且是不可恢复的。因此，多次体系转变的情况下，一方面在为了保证较好的线形及较合理的成桥内力，要求合龙方案在体系中尽可能保证桥梁产生较小的次内力和桥梁变形，另一方面为保证桥梁施工进度，合龙方案尽可能能做到施工灵活，多合龙同时进行施工。

1 工程概况

大桥为一座9跨连续梁，桥梁跨径布置为(59.7+7×100+59.7)m。主梁采用单箱单室变截面预应力箱梁，桥墩处梁高6 m、跨中及梁端梁高2.5 m，梁高从0#块向跨中49 m范围内按照1.6次抛物线变化。其支座布置为6号墩为固定支座，其余均为纵向可活动支座。

2 两种合龙方案

2.1 合龙方案一

(1)边跨合龙，张拉合龙段预应力束，拆除边跨满堂支架及合龙吊架，合龙完成后暂不拆除支座临时支撑;

(2)合龙第2跨、第8跨，张拉合龙段预应力束，拆除合龙吊架，并拆除3号墩、10号墩支座临时支撑;

(3)合龙第3跨、第7跨，张拉合龙段预应力束，拆除合龙吊架，拆除4号墩、9号墩支座临时支撑;

(4)合龙第4跨、第6跨，张拉合龙段预应力束，拆除合龙吊架，拆除5号墩、8号墩支座临时支撑;

(5)合龙第5跨，张拉合龙段预应力束，拆除合龙段吊架，拆除6号墩和7号墩支座临时支撑，全桥合龙完成。

2.2 合龙方案二

(1)合龙第2跨、第4跨、第6跨和第8跨，张拉合龙段预应力束，拆除合龙吊架，合龙完成后暂不拆除支座临时支撑;

(2)合龙边跨，张拉合龙段预应力束，拆除合龙吊架，并拆除3号墩、10号墩支座临时支撑;

(3)合龙第3跨、第7跨，张拉合龙段预应力束，拆除合龙吊架，拆除4号墩、5号墩、8号墩和9号墩支座临时支撑;

(4)合龙第5跨，张拉合龙段预应力束，拆除合龙段吊架，拆除6号墩和7号墩支座临时支撑，全桥合龙完成。

3 两种合龙方案分析评估

3.1 合龙方案一计算结果分析

按照方案一的合龙顺序，综合考虑施工荷载、混凝土收缩、徐变及体系转换，通过仿真分析计算了大桥成桥状态下的施工竖向位移及成桥内力。由计算结果可知，按方案一的合龙顺序施工，T构梁在一侧合龙，另一侧未合龙的状态下，由于体系转换的影响，未合龙侧的悬臂梁将出现下挠现象，造成合龙段3、4、6、7两侧的施工位移有一定的差别，合龙两侧的竖向位移差分别为 10.2 mm、14.8 mm、17.3 mm、14.5 mm;成桥各跨主梁的恒载弯矩及轴力基本均匀，3#墩、10#墩顶处恒载内力相对略大;成桥后主梁上、下缘应力均为压应力，最大应力值为-10.4 MPa。

图1 成桥后主梁竖向施工位移图

3.2 合龙方案二计算结果分析

按照方案二的合龙顺序，综合考虑施工荷载、混凝土收缩、徐变及体系转换，通过仿真分析计算了大桥成桥状态下的施工竖向位移及成桥内力。由计算结果可知，按方案二的合龙顺序施工，T构梁在一侧合龙，另一侧未合龙的状态下，由于体系转换的影响，未合龙侧的悬臂梁将出现下挠现象，造成合龙段3、7两侧的施工位移有一定的差别，合龙两侧的竖向位移差分别为36.4 mm、41.4 mm;成桥各跨主梁的恒载弯矩及轴力分布3#墩、10#墩处最大，5#墩顶、8#墩顶处次之，其它墩顶处恒载内力较为均匀;成桥后主梁上、下缘应力均为压应力，最大应力值为-10.8 MPa。

3.3 两种合龙方案对比评估

根据两种合龙方案计算结果，对两种合龙方案对施工进度、施工线形控制及成桥恒载应力的影响，对两种合龙方案进行对比评估。两合龙方案对比结果见表1、表2。由对比结果可知:

(1)两种合龙方案，体系转换过程中，对主梁成桥恒载应力影响较小，最大相差不超出1 MPa;

(2)两种合龙方案，由于体系转换时间和顺序不同，两方案的施工累计位移差异较大，两者最大上拱值相差22 mm;

(3)由于桥梁施工过程中边界条件模拟与实际情况存在一定差异，合龙方案较大的体系转换位移将给施工线形控制造成一定的困难，方案一计算合龙段两侧施工累位移相差不大，合龙口两侧高差较易控制，方案二合龙段两侧施工累位移相差略大，合龙口两侧高差控制难度相对较大;

(4)从合龙顺序对施工进度控制考虑，方案一的边跨向跨中对称合龙顺序分为5个批次完成合龙，对施工进度影响较大，而方案二的合龙方案较为灵活多变，各跨合龙互不影响，并可加快第2跨、第8跨的合龙进度，以保证边跨合龙进度提前，从而大幅度缩短工期。

表1 成桥后主梁合龙段两侧竖向施工位移 mm

表2 成桥状态下主梁合龙段及墩顶处的上、下缘应力 MPa

4 结语

(1)不同的合龙方案对大桥施工过程的线形、内力影响均有所不同，尤其是对主梁施工累积位移影响差异更为显著;

(2)文中所列的两种合龙方案对大桥成桥恒载应力影响均较小，但对主梁施工累积位移影响较大，尤其是方案二合龙口两侧的施工累积位移相差较大，施工控制过程应加强线形控制，保证合龙口两侧高差符合相关要求;

(3)由于桥梁施工过程中边界条件模拟与实际情况存在一定差异，合龙方案较大的体系转换位移将给施工线形控制造成一定的困难，从线形控制角度应尽量选择体系转变后合龙段两侧位移相等或相差不大的合龙方案，避免因边界条件模拟的精确度影响合龙口两侧的高差;

(4)不同的合龙方案对施工进度的控制程亦不同，对于多跨连续梁合龙，先将相邻两个“T”进行跨中合龙后形成“”后，再由两岸逐个“”依次合拢的合龙方案，施工实施较为灵活，能较好地加快施工进度;

(5)本文仅对上述两种合龙方案进行了对比评估，对于多跨连续梁合龙方案和体系转换顺序可选择性较大，需综合考虑方案对线形控制、恒载内力及施工进度的影响，选取为合理的合龙方式。