木蓬大桥高温合龙效应下拱圈内力调整研究

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1、42世界桥梁2Ol5，43(6)木蓬大桥高温合龙效应下拱圈内力调整研究王贵明，彭文平，周超(1．贵州高速公路集团有限公司，贵州贵阳550004；2．长沙理工大学，湖南长沙410114)摘要：为解决钢筋混凝土拱圈高温合龙后，降温效应引起的较大附加次内力降低拱圈控制截面压应力的问题，以贵州石阡县木蓬大桥为_[程背景(主跨165m上承式钢筋混凝土箱形空腹式拱桥)，提出了对合龙端口施加预顶力与附加配重的控制方法。以温度差值对拱肋合龙成拱状态影响量为误差列阵，以单位预顶力或单位附加配重为影响参数列阵，以单位预顶力或单位附加配重对拱肋合龙成拱

2、状态影响量组成影响矩阵，建立影响参数与误差关系的矩阵方程，利用最小二乘法求解预顶力与附加配重值。研究结果表明：在合龙端口腹板下缘施加3283kN的预顶力、在合龙端口增加附加配重781kN后，有效抵消了高温合龙产生的拱圈温度次内力的影响，成桥恒载状态下，拱顶截面实测换算应力与理论计算最大差值为0．5MPa，拱脚截面实测换算应力与理论计算最大差值为1MPa，调整方案合理可行。关键词：钢筋混凝土拱桥；斜拉扣挂悬臂浇筑；高温合龙；顶推；配重；温度应力中图分类号：U448．223；U441．5文献标志码：A文章编号：1671—7767(2O

3、15)06—0042051引言高温合龙后，降温效应引起的附加次内力较大，会降拱桥设计的合理性、可靠性、安全性、经济指标低成桥后拱圈控制截面压应力水平，甚至引起拱圈和施工工期在一定程度上受拱圈施工方式的影截面开裂，目前关于此方面的研究报道不多。本文响[1]。目前，国内外钢筋混凝土拱桥主拱圈的施工以贵州省思南至剑河高速公路木蓬大桥为背景，对方式主要有：拱架原位现浇法(落地支架法和悬拼钢高温合龙效应下拱圈内力调整进行研究。拱架法)，转体施工法(平面转体、竖向转体和平、竖转组合法)，劲性骨架法(一般型钢骨架法和钢管混2T程概况凝土骨架法)

4、，悬臂施丁法(斜拉扣挂悬臂浇筑法和贵州省思南至剑河高速公路木蓬大桥为上承式悬臂桁架法)，组合施工法。其中，斜拉扣挂悬臂浇钢筋混凝土拱桥(见图1)。拱圈为等截面悬链线筑法对场地要求不高，近年来在我国西南山区峡谷拱，拱轴系数l_988。主桥净跨165In，净矢高30钢筋混凝土拱桥施工建设中发展迅速。2007年建m，净矢跨比1／5．5。拱圈采用单箱双室箱形截面，成国内第一座悬臂浇筑施工的钢筋混凝土拱桥——宽7．5m，高2．8m(见图2)。主拱圈采用C50钢筋主跨15Om的四川白沙沟1号桥_2]，2012年建成了混凝土浇筑，分为27个节段

5、，除拱脚区段用落地支主跨165m的贵州石阡县木蓬大桥]，2013年建成架现浇、合龙段用吊篮现浇外，其余节段均用斜拉扣了主跨182m的四川攀枝花新密地大桥]，2014挂悬臂浇筑法现浇。斜拉扣挂塔架设置在两岸的交年建成了主跨200m的四川I盐边县鳃鱼大桥，2015界墩上，塔架用4根管径相同、壁厚不等的螺旋钢年建成了主跨180In的贵州德江县马蹄河大桥。管，通过横向、斜向的小钢管连接而成。全桥共设目前，对斜拉扣挂悬臂浇筑法施工的钢筋混26组扣、锚索，其中l号～5号扣索锚固于交界墩顶，l凝土拱桥研究主要集中在以下两方面：①施工工艺号-5号

6、锚索锚固于1号和4号桥台；6号～13号与施工技术，如挂篮、扣锚系统设计、扣锚索张拉工扣索锚固于塔架各锚固平台处，6号～l3号锚索锚艺设计等]；②施工控制研究，如施工监控仿真计固于0号和5号桥台。木蓬大桥拱圈悬浇分段与扣算、拱圈线形内力监测和索力优化等。在大跨锚系统布置如图3所示。度钢筋混凝土拱桥悬臂浇筑施工实践中，受T期安排和施工进度的制约，拱圈实际合龙温度与设计要3高温合龙内力调整方法求合龙温度往往存在较大的偏差。钢筋混凝土拱网木蓬大桥主拱圈于2012年7月5日合龙，时值收稿日期：2015—01—26作者简介：王贵明(1964-

7、)，男，高级工程师，2002年毕业于长沙交通学院交通土建工程专业(Email：248996253@qq．corn)。木蓬大桥高温合龙效应下拱圈内力调整研究王贵明，彭文平，周超43一．0∞一一一0∞一易引起拱圈截面应力超限，过小又达不到调整要求。顶推时机的确定，需要综合考虑环境温度、施工工序等因素的影响。千斤顶行程有限，预顶时需要通过适当的装置进行力的传递，而且预顶位置的选择也很重要。合龙预顶装置通常和合龙型钢劲性骨架一单位：cm起配合使用，预顶完成后先持荷一段时间，后锁定型图1木蓬大桥立面布置钢劲性骨架，最后将预顶力逐步传递到劲性

8、骨架上。750(2)合龙口悬臂端配重调整。合龙端口施加的附加配重，主要用于对拱圈线形与内力的调整。为提高配重荷载利用效率，在确保操作空间的前提下，配重荷载应该尽可能靠近最大悬臂端口；为避免拱圈横向扭转，附加配重荷载应沿拱圈横向均衡布置。(a)拱脚截