悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥的挠度计算在施工中的应用

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1、０引言随着我国铁路的飞速发展，在线路选线过程中为跨越河流或公路，部分梁体施作采用连续梁，连续梁的施工方法很多，对于位于陆地上的高架桥，通常采用支架就地现浇施工，而对于跨越大江、大河的连续梁桥，常用的施工方法有悬臂浇筑、悬臂拼装、转体施工法、移动模架法及顶推法等。由于悬臂浇筑法具有投入少、对梁体截面变化适应性好、成桥后结构整体性好等优点，现已成为跨越河流连续梁桥施工方法中最常见的一种施工方法。就悬臂浇筑施工法而言，施工过程中最关键的是施工挠度的控制，它将直接关系到连续梁能否顺利合拢并达到设计预想的线形。施工过程中的挠度控制是以理论计算为依据的。通过对预应力混凝土连续

2、梁在悬臂施工过程中的变形机理进行分析，寻求挠度计算的实用方法，以供工程实践验证和使用。挠度计算的目的有以下两方面：一是对施工各阶段挠度进行计算，该计算则作为施工过程中挠度控制和调整的依据。二是求得连续梁在远期运营阶段包括活载作用下的挠度值，该挠度值则是预拱度设置的依据。１挠度的实用计算方法采用悬臂浇筑的连续梁桥需在施工过程中进行多次体系转换，即在悬臂浇筑阶段为多个T型刚构型式，经过多次合拢及墩梁临时固结拆除，而形成连续梁体系。在整个施工过程中就其结构体系及变形特征而言，通常可分为三个大的阶段，第一阶段为悬臂浇筑阶段，此时的结构体系为静定的T型刚构；二阶段为合拢阶段

3、（多跨连续梁桥通常需要进行多次合拢），该阶段是通过合拢段的预应力束张拉完成由静定体系向超静定体系转换的过程；三阶段是合拢后的成桥阶段，该阶段包括施工荷载拆除、梁墩临时固结的拆除、二期恒载的加载（即桥面系的施工）及后期混凝土收缩徐变和火车荷载等，下面将对各相应阶段逐一叙述挠度的计算方法１.１悬臂浇筑阶段悬臂浇筑阶段是先在墩顶临时支架上浇筑墩顶0号节段，并通过梁墩临时固结或墩侧临时托架使梁与桥墩形成一个临时固结的T型刚构体系；然后由0号节段向两侧对称逐段悬浇各个节段混凝土，并张拉相应各节段预应力束。该阶段的特点是结构体系不变，仅是节段数量，即：结构单元数量不断增多，结

4、构自重不断增加，施工荷载（挂篮）仅不断移动其作用位置。为了叙述方便，若以每增加一个混凝土节段称为一个子阶段，则每一个子阶段的形成又要经历多个状态，通常可分为三个状态：⑴移动挂篮、立模状态；⑵浇筑新节段混凝土，养生；⑶张拉节段预应力束。由于这一阶段中结构单元数量及荷载（包括施工荷载、梁自重、预应力的施加）均不断变化，因而梁体的变形即挠度也随之发生变化，所以在该阶段的挠度控制就显得特别重要，它将直接关系到连续梁能否顺利地按预期的要求合拢，而控制挠度的依据则是挠度的理论计算值，这就需要找到任一子阶段各点挠度的计算方法。由图1可以看出，各子阶段梁体可分为两个区段：A区段为

5、已浇筑并张拉完成的节段区，B区段为待浇筑的节段区。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.comΔδ4b:第三阶段挠度增量A区段A、B区段分界线B区段1234Δδ21Δδ22Δα22Δδ23Δδ14C:第二阶段挠度增量A区段A、B区段分界线Δδ111Δδ123B区段421Δδ3Δδ1Δδ2241δ1222δΔδ3Δδ221δ2Δδ432δ4注：由于通常计算的梁体挠度均属于小变形范围，为表达方便，可近似认为每一子阶段挠度增量以水平线作为基准线进行计算图1悬臂浇筑段挠度计算示意图ii①由图1c中可以得

6、出：第二子阶段（k=2）时各点挠度总和为：δ=ΣΔδkk②由图1a和图1b可以得出：ia.位于A区段各点（i≤j），Δδ是指各子阶段中所有荷载（梁自重、施工荷载、预应力）产生kii的挠度增量，该挠度增量包含弹性挠度及徐变挠度增量，即Δδ=Δδ[1+φ(t,t0)]kki式中：Δδ为弹性挠度，可以由结构力学按悬臂梁计算求得。kφ(t,t0)为徐变系数，按《铁路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（TB10002.3-2005）中附录A取用。b.位于B区段内的各点(i＞j)iiiΔδ=Δδ+ΔαLijkkk式中：上标k为子阶段号，Lij为节点i与结点j之间的梁体长度

7、。下标i为计算挠度的结点号，j为A、B区段分界处结点号。1.2合拢阶段合拢阶段分为边跨合拢和中跨合拢阶段。对边跨合拢阶段，通常需要确定边孔同浇段立模预设标高，而该标高值又是以挠度计算为依据的。一般情况下，连续梁除了上述的悬臂现浇段外，还有一部分是在支架施工的边孔现浇段，这部分梁段一般处于河道岸边范围，桥下高差较小，常采用支架现浇，在实际施工过程中，为了缩短工期，在悬臂浇筑段全部施工完成之前，需要预先进行现浇段的施工，该段支架立模标高如何确定，应以相应的理论计算为依据，使得边跨合拢段两端标高（即现浇段末端与悬浇段末端的标高）能符合某一预想的曲线。立模标高可以分解为设

8、计标高、预