先简支后连续梁临时支座拆除顺序探讨.docx

桥隧工程先简支后连续梁临时支座拆除顺序探讨阳治群，黄才良，王会利（大连理工大学桥梁工程研究所，辽宁大连116024）摘 要：先简支后连续梁在完成体系转换之前，临时支座的拆除就成了体系转换的最后一道重要工序。本文运用 力法原理，分析比较临时支座各种可能的拆除方法产生的挠度变化和应力变化，从而找到一种合适的临时支座拆 除方案。关键词：先简支后连续；临时支座；拆除 中图分类号：U448.21文献标识码：B先简支后连续体系指整跨梁或板架设于临时支座就 位后，通过现浇接头而形成的结构体系。先简支后连续 混凝土梁结构整体性能好，具有连续梁行车舒适的优 点，外形美观，同时它的主梁可以先期预制，实现了桥 梁施工的工厂化，装配化，有利于施工和缩短工期，具 有良好的经济性。目前，先简支后连续梁的类型有：桥面连续型，桥 面板连续型、结构连续型、用负预应力使结构连续型、 用预应力使组合结构连续型。先简支后连续具有良好的 受力特点：预制装配时为简支结构，即只承受重力和施 工荷载作用；预制装配时混凝土的收缩与徐变不会产生 支座反力，没有内力的重新分布问题的产生；支座的不 均匀沉降也不产生次内力。完成体系转换后，结构收缩 和徐变对结构的影响也不大。先简支后连续梁的施工工序为：安装预制简支梁 现浇湿接缝混凝土张拉后期预应力拆除临时支座完 成体系转换。而临时支座和永久支座之间一般都有一定 的高度差 （约为 35mm），且永久支座起作用的前提是 发生一定的变形和收缩，此高差和压缩量的大小在拆除 过程中对结构应力重分布的变化起主导作用。不同的永 久支座处的相对位移势必会引起桥梁的应力重新分布。 所以有必要研究临时支座拆除顺序对结构的影响。本文 结合辽宁省滨海公路大连市葫芦套至荞麦山段公路主线 的一座大桥，通过研究临时支座的拆除顺序，找到一种 合适于本桥临时支座的拆除方案。1工程背景该桥全桥长420m，共计 14 跨，分为四联其布置形 式为 430m+330m+330m+430m；采用预应力混凝土连续小箱梁结构，梁横断面由 4 片箱梁组成，箱梁中心 距 5.4m，桥梁宽度为 22.5m，横向四片小箱梁，梁高 1.8m；采用多箱单独预制，简支安装，现浇连续接头的 先简支后连续的结构体系 （见图 1、图 2）。图 1 主梁布置图/cm图 2 主梁断面图/cm2 临时支座拆除顺序分析研究临时支座的设计既有足够的强度承受简支体系下梁 的自重及施工荷载，还必须方便拆除。目前临时支座常 选用硫磺砂浆，或者是砂筒支座。砂筒支座制作、安 装、解除都挺方便，而且经济环保，在吊装时有缓冲作 用。本桥采用的是砂筒临时支座。临时支座的拆除方式可以分一次拆除一个支座和一 次拆除两个支座。由这两种拆除方式产生的可能的拆除 顺序进行比较，找出合理的临时支座拆除的施工方案：方案一：由一端向另一端顺次拆除临时支座。 方案二：先拆除中间临时支座，后一次拆除两端临时支座。方案三：先一次拆除两端临时支座，后拆除中间临 时支座。作者简介：阳治群 （1983-），男，湖南邵阳人，硕士研究生，从事桥梁设计工作。122 2009 年 09 期(总第 57 期)采用传统的梁理论进行计算，梁理论理论成熟，为化在永久支座处产生的应力见表 1、表 2。 大家所熟悉，且完全能满足工程中的要求。对于临时支表 1 方法一应力变化表/MPa 座的拆除通过节点的强迫位移来模拟。同时观察每跨各点的挠度的变化和应力的变化量来确定何种施工方案适 合于本桥的临时支座的拆除。以第一种情况为例，假设由于临时支座 1 和 1的拆 除，下降位移为 1，在结构基本体系中，可得到 2 和 2 支座位移 2 和 3，3 和 3支座位移 4 和 5 （见图 3）。表 2 方案一应力变化量/MPa图 3 主梁的基本体系根据力法，可以得到ij Xj +ip =0注：正号表示压应力，负号表示拉应力， a、b、c 表示永久支座处式中，ij 为单位力 Xj =1 产生的沿 Xj 方向的位移；ip 为（见图 1）。由临时支座 i 和 i的拆除在其他临时支座处引起的位移。（2） 先拆除中间支座，后一次拆除两端临时支座。根据不同拆除方法的柔度矩阵，就可以求得不同的图 5 给出了结构挠度变化曲线，且此时只考虑的由临时约束力，从而可以方便地推导出在各种可能拆除方案下支座拆除引起的荷载，不计其他荷载。B 工况表示拆除各点的挠度和应力。2 和 2。A 工况表示拆除 3 和 3以及 1 和 1。3临时支座拆除方案的比较（1） 由一端向另一端依次拆除一个临时支座。图 4 给出了结构挠度变化曲线，且此时只考虑由临时支座拆 除引起的荷载，不计其他荷载。A 表示拆除 1 和 1，B 表示拆除 2 和 2，C 表示拆除 3 和 3。图 5 连续梁挠度变化曲线从图 5 中可以看出，A 工况拆除时，在第一跨和第 四跨跨中产生一定程度的上挠，也就是临时支座拆除引起的荷载对结构的影响比较大。由于挠度的变化在永久 支座处产生的应力和应力变化量见表 3。图 4 方法一连续梁挠度变化曲线从图 4 中可以看出，A 工况拆除时，在第三跨跨中表 3 方法二应力变化表/MPa 产生一定程度的上挠，B 工况拆除时，在第四跨跨中产 生了一定程度的上挠，且在第二跨跨中产生了将近 6mm 的下挠。挠度的变化一方面是临时支座和永久支座之间的高度差和永久支座的变形量由变形协调关系引起的（临时支座和永久支座的高度差和永久支座的变形量之和本桥取 5mm），另一面是由于临时支座拆除在支座处注：正号表示压应力，负号表示拉应力， a、b、c 表示永久支座处引起的附加荷载对结构产生了附加的挠度，如在第二跨（见图 1）跨中处差生了约 1mm 的附加挠度。附加挠度的大小说（3） 先拆除两端支座，后拆除中间支座。图 6 给出 明了临时支座拆除时对结构的影响程度。由于挠度的变了结构挠度变化曲线，且此时只考虑 （下转第 136 页）2009 年 09 期(总第 57 期) 123桥隧工程图 2 地质雷达的检测结果下 大 约 偏 1.71cm， 且距离右侧腹板边缘在 5.05m 至6.85m 之间的位置向下偏差较大，其偏差值大约在 2.753.75cm 之间。后期加固处理过程中，底板底面表层质量 较差的混凝土敲掉后，表露出来了预应力管道的位置与 地质雷达检测结果吻合较好，表明了地质雷达检测结果 的可靠性。预应力管道位置的精确检测结果为缺陷处治 时确定锚栓钻孔位置提供了参考。4 结语尽管连续箱梁底板脱空、混凝土不密实以及预应力 管道位置偏离是一种常见病害，但由于检测手段的制约，长期以来处治方案具有一定的主观性和经验性，势 必造成处治的盲目性。本文探讨了地质雷达的基本原理 和波相识别方法，然后在某混凝土连续箱梁桥应用地质 雷达无损检测技术，以确定其混凝土的密实性、脱空区 域、底板厚度以及预应力管道位置等，为以后缺陷处治 的设计和施工提供了准确的依据，避免工程处治的盲目 性，大大降低处治费用。钻芯取样方法验证了地质雷达 无损检测技术该技术的有效性和可行性。参考文献：1吴新璇.混凝土无损检测技术手册.北京:人民交通出版社，2003.2茹瑞典，等.地质雷达探测技术的应用研究.工程地质学报，1996. 6 (4/2):51-56.3 Waleed Al-Nuaimy, Yi Huang, Asger Eiksen. Automatic detection of hyperbolic signatures in ground penetrating radar data. SPIE, 2001, 4491:327-335.4李太全.探地雷达天线系统的设计、实现与优化.武汉大学博士学位论文, 2004.5David J. Daniels, Surface -penetrating radar J, lectronics & Communication Engineering journal, 1996, 8:165-182.6周道传.地质雷达检测混凝土结构性能的试验研究及应用.郑州大学硕士学位论文, 2006.!（上接第 123 页）图 6 连续梁挠度变化曲线的由临时支座拆除引起的荷载，不计其他荷载。A 工况 表示拆除 1 和 1以及 3 和 3，B 表示拆除 2 和 2。表 4 方法二应力变化表/MPa注：正号表示压应力，负号表示拉应力， a、b、c 表示永久支座处（见图 1）从图 6 中 A 工况拆除时既不产生上挠，也不产生附 加的下挠，也就是临时支座拆除引起的荷载对结构的影 响相对于前两种方案来说比较少。由于挠度的变化产生 的应力变化见表 4。136 2009 年 09 期(总第 57 期)通过对表 2 表 3 表 4 应力值的对比，可以看出表 4 的应力变化量最少，即方案三的应力变化量最少。4结语本为就先简支后连续梁临时支座的拆除顺序就行讨 论，并得到以下结论：（1） 临时支座不同的拆除顺序会引起不同的挠度变 化和不同的应力重新分布。（2） 本桥临时支座比较理想的拆除顺序是先一次拆 除两端的临时支座，然后在拆除中间的临时支座。这对 其他连续梁临时支座的拆除也有一定的借鉴意义。参考文献：1杨昀.梁桥先简支后连续设计方法的研究.公路交通科技，1998.2胡钊芳. 预应力混凝土简支箱梁后浇钢筋混凝土体系转换为结构 连