施工工序对桥梁受力和变形影响研究

1、施工工序对桥梁受力和变形影响研究摘要：通过对一座预应力混凝土变截面刚构一连 续组合箱梁在施工过程中因施工工序变化引起的几个问题 从结构受力和变形的角度进行分析探讨，强调合理施工工序 的重要性。关键词：预应力混凝土；变截面刚构一连续组合箱梁； 施工工序；受力；变形预应力混凝土连续梁桥以结构跨度大，受力性能好，伸 缩缝少，行车舒适性高，造型简洁美观，抗震性能强等诸多 优点被广泛应用于桥梁工程建设中。对于此类桥梁的施工， 目前已经积累了丰富的经验，但在实际施工过程中，总会遇 到各种情况影响桥梁的正常施工，由此带来的影响就需要进 行详细的结构分析，而不能随意改变正常的施工工序，否则 可能带来不可挽回的

2、损失。1桥梁概况某新建桥梁上部结构为2x (3x40) m预应力混凝土箱 梁+ (50+4x80+50) m预应力混凝土变截面刚构一连续组合 箱梁+4x40m预应力混凝土箱梁。其中主桥箱梁截面采用单 箱单室，箱梁根部高度4.8m,跨中梁高2.2m,期间梁高按 二次抛物线变化。主桥连续梁除墩顶0号块外，共分11对 梁段，即2. 5+5x3+5x4m,各单“t”箱梁均采用挂篮悬臂 浇筑法施工。主桥下部结构采用薄壁空心墩，钻孔灌注桩基础，最高 桥墩19.8m。除9号桥墩为墩梁固结形式外，其余4个桥墩 均采用盆式橡胶支座与上部结构连接。2施工问题及分析该桥梁施工的过程中，陆续出现了如下几个问题。2.

3、1合拢施工(1) 问题的提出设计文件给出的合拢顺序为先合拢两个边跨，再合拢四 个中跨。但受到工期和现场条件的约束，施工单位建议施工 顺序为：先施工7、8号墩“t”构，合拢第7、8孔；然后 施工9号墩“t”构，合拢第9孔;然后施工10.11号墩“t” 构，先合拢第12孔，再合拢第10、11孔。(2) 受力分析分别对设计施工方案和施工单位方案进行对比分析，结 果表明两种方案下结构内力偏差很小，详见表2.1。(3) 变形分析通常对于悬浇结构在施工过程中出现的变形(挠度)可 以采用设置预拱度的方式予以解决。通过预拱度的调整，即 能保证桥梁顺利合拢，达到理想的成桥状态。(4) 处理措施施工单位提出的方案

4、不仅满足了现场施工条件的要求， 对结构受力和变形未产生不利影响，而且加快了施工进度， 故可以采用。2. 2边跨合拢束的张拉（1）问题的提出设计文件提供的边跨合拢束张拉分为三次：先张拉两束 底板束；待中跨合拢后再张拉三束底板束和顶板束；解除临 时固结后再张拉两束底板束。而施工单位为了尽快完成引桥 预制箱梁的架设（影响主桥边跨合拢束的张拉），提出在中 跨合拢前对边跨剩余合拢束进行全部张拉。（2）受力分析对设计张拉顺序和施工单位提出的张拉顺序分别进行 结构分析，详见表2.2o按照设计的张拉顺序，在桥墩底部 不会产生较大的弯矩和拉应力。而按照施工单位的方案，桥 墩底部弯矩和和拉应力均明显增大，且超过了

5、混凝土的抗拉 强度设计值，将会导致桥墩底部开裂。（3）变形分析变形分析结果表明，如果按照施工单位的方案进行张 拉，不仅使次边跨悬臂端产生24mm的下挠，同时使边跨合 拢段产生反拱（向上）15mm。而此时次边跨的另一个悬臂段 已经浇筑完成，且线型变化已趋于稳定，由此将会导致次边 跨的合拢段出现较大的合拢误差。同时由于已经合拢的边跨 产生了较大的变形，对后期铺装的施工也会造成很大的影 响。(4) 处理措施通过对两种方案的分析比较，可见对于边跨合拢束的张 拉，必须按照设计文件的张拉顺序进行张拉，施工单位的方 案不可取。2. 3桥面系施工(1) 问题的提出按照正常的施工顺序，桥面系的施工一般是在上部结

6、构 全部合拢完成后进行，但为了加快施工进度，施工单位提出 将先合拢的7、8孔桥面系完成，待第9、10、11、12孔合 拢后再进行其桥面系施工。(2) 受力分析考虑了以下三种方案： 施工至8号墩0号块段位置； 施工至8号墩最大悬臂位置； 施工至8号墩9号块段(距离最大悬臂端8m)位置。计算结果详见表2. 3-1和表2. 3_2o(4)处理措施通过对三种方案的分析比较： 方案一使结构负弯矩明显增大，而且使结构产生较大 的变形，故该方案不合适。 方案二虽然未增大结构弯矩和应力，但是对结构变形 产生了一定的影响，尤其对于第9孔合拢段的施工不利。 方案三对结构弯矩和应力均未增大，虽然对第8孔合 拢段的变

7、形有一定的影响，但不会对8号墩悬臂端（第9孔 合拢段）造成明显影响，故此方案为最佳方案。由此可见，桥面系的施工可以分段进行，但不能跟进太 快，否则会对悬臂施工产生较大的内力和变形，影响结构受 力和后期合拢段施工。3结语通过对该桥出现的问题进行受力和变形分析，可见在桥 梁施工过程中，合理的施工工序对于桥梁结构安全具有十分 重要的意义，不能由于工期和施工进度等因素而牺牲施工质 量。不同的施工工序可能会产生截然相反的结果，必须进行 详细的结构分析后进行判断，否则，必将会对桥梁施工质量 埋下隐患。参考文献：1 邵旭东桥梁工程.北京人民交通出版社.2003. 10.2 jtg d62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵 设计