连续梁不同合龙方案下成桥状态分析

李伟龙

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安 710043)



连续梁不同合龙方案下成桥状态分析

李伟龙

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安 710043)

连续梁合理的合龙方案，可以确保梁体在合龙后处于良好的受力与工作状态，并为线路运行的平稳性与安全性提供可靠地保障。文章以新建银川至西安铁路中某双线(60+100+100+60)m预应力混凝土连续箱梁为工程背景，运用有限分析软件，计算了两种合龙方案下成桥后梁体的内力及挠度值，并对两种方案的计算结果进行了对比分析。结果表明，合龙方案会对成桥后梁体的内力及线形产生一定的影响；该桥采用先进行边跨合龙后中跨合龙的方案，在成桥后梁体的内力相对较小，梁体的线形更加平顺、合理。从而也为今后同类工程的实施提供一定的参考。

连续梁； 合龙方案； 模型分析； 内力； 线形

工程实践中，预应力混凝土连续梁由于其具有结构刚度大、桥面变形小、动力性能好、变形曲线平顺、有利于高速行车等特点，在跨越河流、沟谷及立交时被优先采用[1]。预应力混凝土连续梁常用的施工方式为挂篮悬臂施工，悬臂施工不受桥高、河深等的影响，适应性强。然而施工阶段中涉及多次的体系转换会引起结构内力重分布[2-3]，进而导致梁体的变形、内力发生变化。其中合龙段的施工是预应力连续梁桥悬臂施工中的重要环节。

悬臂施工连续梁合龙前，共扼悬臂端面之间的相对位置(间距、高差和转角)主要是受日照、降雨、降温等导致的不均匀温度场的影响，其次是受合龙段自重、混凝土收缩徐变、预加应力和施工荷载以及风荷载、基础变位等的影响[4]。而合龙顺序的不同，也会对成桥状态产生直接的影响[5]。因此，施工前应制定合理的合龙方案，可以确保桥梁在合龙后处于良好的受力与工作状态。本文利用有限元软件，分析了两种不同合龙方案下的成桥内力及线形，提出了合理的合龙方案，为今后同类工程的实施提供一定的参考。

1 工程背景

新建银川至西安铁路某双线(60+100+100+60) m预应力混凝土连续箱梁(图1)，由于对称性，图中仅显示桥梁长度的二分之一，其中边支座中心距离梁端0.75 m。梁体采用单箱单室、直腹板箱型截面；边支点处梁高4.85 m，中支点处梁高7.85 m，箱梁顶宽12.6 m，梁底采用2次抛物线，方程为y=0.0014177x2。主要设计指标为时速250 km/h、有砟、活载采用ZK标准活载、地震加速度为0.1g。

图1 1/2梁体立面图(单位:cm)

梁段划分及截面参数见表1，表中包含边跨现浇段及1/6梁段的数据。零号块浇筑完成后，为了承受施工过程中可能出现的不平衡力矩，保证施工过程中结构的稳定可靠，须将零块与桥墩临时固结，固结后沿桥梁纵向，分别向左右两端悬臂浇筑施工，大桥在施工过程中共形成3个T型刚构。

2 计算及分析

2.1 合龙方案

合龙方式的不同，则会对成桥后梁体位移和内力产生不同的影响。一般而言，连续梁在合龙时多采用对称逐跨合龙的施工方式，即对称的合龙段同时施工，同时合龙。在合龙过程中能够保证一端固结另一端自由，避免张拉时因临时固结而引起较大的预加力次内力和因温差引起较大的温度内力。而且施工进度也相对较快[6]。本桥拟采用的合龙方案见表2。

2.2 模型计算

论文采用Midas civil程序对方案一和方案二分别进行了模型计算，全桥共建立了75个单元，模型反应了整个梁体的施工过程。两种方案下，成桥后梁体的内力及挠度计算结果见图2、图3。

2.3 结果分析

成桥后恒载作用下的挠度及弯矩图为自重、二期恒载、收缩徐变及预应力作用下的叠加。活载作用下挠度及弯矩值相同，故不作研究。

由图2可知，方案二较方案一成桥后恒载作用下跨中挠度值增大1.6 mm，边跨挠度变化不大；由图3可知，方案二较方案一成桥后恒载作用下跨中弯矩增大0.85 %，边跨弯矩增大0.49 %，影响不大，因此综合考虑，合龙时采用方案一，可使成桥后结构的挠度及受力更加合理，对结构更加有利。

表1 梁截面参数

表2 合龙方案

3 结束语

大跨连续梁桥可通过选择合理的合龙方案，使成桥后的内力、线型得到最优化，并方便施工控制。本文以新建银西线中某连续梁为背景工程，分析了不同合龙方案对成桥状态的影响，结果表明：

(1)连续梁合龙是施工和设计中非常重要的一项工作，合龙顺序对连续梁成桥内力及线型都有一定的影响。因此，选择合理的合龙方案，既有利于成桥后梁体的受力状态及线形控制，也有利于梁体在运行阶段的平稳性及安全性。

(2)通过计算分析可知，本桥在施工过程中采用方案一时，在成桥后梁体的内力相对较方案二的小；而且采用方案一合龙时，成桥后梁体产生的挠度较方案二小，梁体的线形更加平顺、合理。综上所述，本桥在进行合龙时，推荐使用先边跨合龙，后中跨合龙的施工方案。

图2 方案一和方案二下成桥后恒载作用下挠度

图3 方案一和方案二下成桥后恒载作用下弯矩

[1] 姚玲森.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2008.

[2] 张继尧,王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,2005.

[3] 周履.混凝土收缩徐变引起的钢-混凝土结合梁的内力重分配[J].桥梁建设,2001(2):1-4.

[4] 石现峰.施工方法对混凝土连续梁桥内力及变形的影响[J].工程力学,1998( 增刊) : 543-549.

[5] 张谢东,詹昊,舒洪波,等.大跨度预应力混凝土连续梁桥合龙施工技术研究[J].桥梁建设,2005(2):63-66.

[6] 万重文,肖星星.多跨长联预应力混凝土连续箱梁桥合龙方案分析[J].中外公路,2009(2).

李伟龙(1988～)，男，工学硕士，助理工程师，从事桥梁设计工作。

U442.5

A

[定稿日期]2017-03-28