悬臂拼装法在城市节段桥梁中应用

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1、悬臂拼装法在城市节段桥梁中的应用摘要：通过对满堂支架法和悬臂拼装法中影响桥梁设计和施工因素的对比分析，探讨悬拼法在城市桥梁中应用的可能性及其在技术上、经济上的优越性。关键词：连续梁桥；预应力混凝土结构；悬臂拼装架桥1引言预应力混凝土(以下简称PC)连续梁正是废弃了昂贵的满堂支架施工方法而代之以经济有效的高度机械化施工方法，才使连续梁方案获得了新的竞争力。现在，跨度在40～60m范围内的桥梁，PC连续梁已占有绝对的优势，而且可以采用多种经济快速方法施工。我国自80年代中期以来，陆续修建了不少城市立交桥(跨线桥)，其中PC连续梁(刚架)占了相当大的比例，为城市交通的改善起了很大作用，也为城

2、市增色不少。然而，这些连续桥梁的施工方法仍大都采用满堂支架现浇，造价较高，工期较长，与国外城市桥梁的状况相比，PC连续梁未能显示出经济上的优越性。因此，有必要寻找其他施工方案，以使我国的城市桥梁赶上世界先进水平。相对于现浇桥梁，节段桥梁已广泛应用于PC连续梁、刚架、斜拉桥及拱桥的建设，我国在设计和施工方面也取得了不少经验。　　　　　　本文就悬臂拼装法施工的节段桥梁在城市桥梁中的应用作出初步分析和探讨。2满堂支架施工法的设计和施工特点采用满堂支架施工的PC连续梁，通常一联为整体浇注混凝土而成，与设计线形较为吻合，施工工序亦较简单。设计方面，截面通常采用箱形，预应力钢束一般布置在腹板内，在

3、压力线范围内基本可布置成吻合索，有效地减少了调束及计算等工作量，设计工作简便快捷，混凝土的收缩徐变对结构的影响主要限于力筋的预应力损失，不会对结构产生二次内力。采用这种方法施工的PC连续梁缺点也很明显，由于力筋布置的构造要求，腹板往往较厚，通常都超过65cm，有时不得不增加腹板数量，形成单箱多室截面，致使结构自重大大增加；钢束布置成吻合索后转角之和较大，钢束基本都是长束(很多长度都超过100m)，使孔道摩阻损失相当大，根据一些桥的实测资料及计算结果，仅摩阻损失一项就占全部预应力损失的60%以上；对联长较长的桥梁，即使采用超张拉工艺，仍克服不了预应力损失过大的缺陷，不得不加短束，钢束的高

4、强性能得不到充分利用，施工过程中钢束定位也较困难。施工方面，需消耗大量的支架和模板，净空较大的桥梁(如多层立交)还需对支架采取措施以防止失稳，搭架前必须进行适当的地基处理，搭架后还必须进行预压，以克服不均匀沉降带来的不利影响。既有道路上的跨线桥，为了不阻断交通，还需用大量钢管和型钢搭建门式支架。即使这样，仍可能发生交通阻塞，甚至发生交通事故，使道路通行能力大大下降，影响经济效益和社会效益。3悬拼桥梁的设计和施工特点节段桥梁的施工方法很多，但就城市桥梁而言，悬臂拼装法是具竞争力的方案，即主梁在预制场地分段预制，留好预应力孔道，下部结构施工完成后，把梁段运到工地拼装，同时张拉所需的钢束。整

5、个过程的结构体系为先是悬臂结构，合龙后形成连续体系。节段桥梁的分段长度可根据结构的受力要求及施工机具灵活划分。3设计方面，可采用高标号混凝土，预应力体系可多种多样，计算机的使用已使桥梁的结构分析及挠度控制十分简便。与满堂支架法相比，结构由简支到连续，存在结构体系转换问题，预应力及徐变引起的次内力已不容忽视。钢束既可布置在腹板内，也可布置在顶底板内，结构自重大大降低，跨越能力增强。施工方面，可以节省大量的支架、型钢和模板，混凝土质量可以得到保证。对城市桥梁而言，不必用挂篮进行张拉钢束等作业，只需简单的移动支架即可。节段的预制可与下部构造同时进行，一方面大大加快了施工进度，另一方面可减少徐

6、变带来的负面影响，充分发挥力筋的高强性能。节段的安装可充分利用机械化设备，安排在车流量较小的时段进行，对交通影响较小。但是，节段式桥梁的技术要求较高，影响结构的因素较多，施工控制也很严格，对小跨度桥梁由于梁高较低，无工作面张拉连续力筋，不适宜采用节段桥梁。4节段桥梁设计和施工的关键问题4.1次内力影响节段桥梁设计和施工的关键因素是次内力、节段间的连接、体系转换及高程控制等。节段桥梁的预应力筋可分悬臂力筋和连续力筋。结构的次内力主要为预应力产生的次内力和徐变次内力。悬臂力筋只是产生徐变次内力，而不产生弹性次内力，连续力筋则产生弹性次内力，当有多次体系转换时，也会产生徐变次内力。次内力(矩

7、)的净效增加了中间支点处的负弯矩和跨中正弯矩，对结构产生不利影响。但次内力并非完全不利，连续结构中，可以把次内力有效地使用，从而增加结构的经济性。事实上，在悬臂拼装阶段，支点处的负弯矩随悬臂长度增加逐渐增大，刚合龙时跨中正弯矩很小。正是徐变次内力引起内力重分配使支点负弯矩减小，而跨中正弯矩增加，随着时间的增长及其它荷载的加入，结构整体受力趋向合理。预应力产生的次内力可用力法或等效荷载法计算。精确计算徐变次内力比较困难，与计算过程中的有关假设与实