试论简支转连续梁桥的合理施工体系转换

试论简支转连续梁桥的合理施工体系转换

石岩

石岩

黑龙江省龙建路桥第五工程有限公司

摘要：简支转连续桥梁在开展施工工作时，同样要严格遵循施工程序以及施工步骤，保障工序的合理性。现浇段浇筑顺序、后连续预应力筋张拉顺序以及临时支座拆除顺序等，都是在开展简支转连续施工工作时必须充分考虑的内容，在不同的角度分析施工工序时也会得到不同结果，分析时必须着重突出受力情况。本文主要针对简直转连续桥梁的合理施工体系转换进行探究。这也在施工中直观体现出隔段浇筑以及隔断张拉等施工工序。

关键词：简支转连续桥梁；合理施工；体系转换

因不同施工工序的影响，必然会出现不同的结构内力状态。首先在支座上预制简支桥梁，并完成浇筑湿接缝混凝土作业，是先简支后连续桥梁开展施工工作时遵循的施工程序。预应力钢筋的设置工作需要在混凝土强度达到相关标准后进行。在此情况下，可拆除临时架设的支座。后续连续梁体系就是借助转换逐步构成，临时支座拆除后需要在永久支座上进行预制简支梁安装工作。本文主要结合工程实例，恰当分析简支转连续桥梁的施工体系转换。

一、按工序开展先简支后连续梁施工工作

先简支后连续梁施工大致可以划分为2个阶段，施工阶段示意图如图1所示。

第1施工阶段：架设预制主梁，形成由临时支座支承的简支状态。此时，主梁主要承受一期恒载的自重作用及相应的施工荷载。

第2施工阶段：浇筑第①、②跨及第③、④跨间的接头混凝土，待其达到设计强度，张拉负弯矩区钢束，压注水泥浆。此时，主梁主要承受结构一期自重作用及相应的施工荷载；在已经形成的连续梁段，结构的徐变变形开始受到约束，产生徐变次内力。

第3施工阶段：连接第②、③跨及④、⑤跨，过程同第二阶段；此时，主梁主要承受一期自重、施工荷载及徐变次内力。

第4施工阶段：拆除临时支座，完成体系转换；完成横向接缝制作，自此形成连续梁桥；此时，结构承受自重作用（包括横向接缝部分的二期自重）、施工荷载、徐变次内力。

第5施工阶段：进行防护栏杆和桥面铺装等施工；此时，结构承受自重（包括二期自重）、各项次内力、施工荷载及运营后的车辆活载等作用。先简支后连续梁的结构体系在简支阶段承受构件本身自重及前期恒载，形成连续结构后承受后期恒载、汽（挂）车荷载及其他可变荷载。与简支梁相比，先简支后连续梁体系的跨中弯矩相对较小，而内支座处则承受比完全连续梁小得多的负弯矩。

图1施工阶段示意图

二、保障先简支后连续结构体系施工工作的合理性

1.合理化分析现浇段浇筑以及后连续预应力筋张拉顺序

现浇段和后连续预应力筋的张拉顺序分为5种工序，分别如下：

（1）4个端部一次性浇筑，从一端向另一端依次张拉；

（2）4个端部一次性浇筑，隔端部张拉；

（3）4个端部一次性浇筑，对称张拉；

（4）对称浇筑，对称张拉；

（5）隔端浇筑，隔端张拉。

采用桥梁博士V2.9对以上工序进行了计算，对各种不同施工工序成桥状态下后连续端部应力进行比较。可见各种张拉工序对不同控制截面的不同位置的作用不同。总体来说，工序1、工序2、工序3和工序4较接近，但无论是对于次边跨内支点还是对边跨内支点处上缘压应力储备来说，工序5的压应力储备最大，工序1、2、3、4的压应力储备相对较小。因此建议现浇端浇筑的合理工序为：隔端浇筑，隔端张拉。此外，判断张拉工序优劣仅从受力角度考虑，具有一定的局限性，应综合经济造价等方面进一步探讨。

2.按照相应顺序拆除临时支座

永久支座的作用需要再临时支座拆除后得以发挥。先简支后连续桥梁的橡胶支座会有不可避免的变形问题，这也就是指压缩。临时支座与永久支座之间无法保持一致性，会有一定的高差存在，最小为3mm，最大为4mm。在真正寻找临时支座拆除合理工序时，需考虑多方面因素，最为关键的就是永久制作的压缩量，同时也要提高对临时支座高差的重视程度。在应力变化中，上述数值起到的作用相当重要。对后续拆除工作有一定的指导价值。整个结构体系会受到来自多方面的影响，其中包括永久支座沉陷量。因临时支座拆除的影响，永久支座会出现一定程度的压缩量。永久支座处节点的强迫位移，需要考虑到永久支座以及临时支座中的高差。单纯考虑应力变形是开展临时支座拆除工作中存在的问题，无法有效叠加所有工况引起的不同效果。将临时支座以及永久支座位移产生的内力重分布影响控制在最低范围，是开展合理制作拆除工序优化工作的最终目标。

临时支座的拆除工序1分析：从一端向另一端依次拆除临时支座。工况1—工况4分别是指拆除①、②跨接头处的临时支座，②、③跨接头处的临时支座，③、④跨接头处的临时支座，④、⑤跨接头处的临时支座。

临时支座的拆除工序2分析：对称拆除临时支座。工况1是指同时拆除①、②跨接头与④、⑤跨接头处的临时支座；工况2是指同时拆除②、③跨接头与③、④跨接头处的临时支座。

临时支座的拆除工序3分析：隔跨拆除临时支座。工况1是指拆除①、②跨接头与③、④跨接头处的临时支座；工况2是指拆除②、③跨接头与④、⑤跨接头处的临时支座。可见，该桥从挠度和内力变化来说，采用工序2进行施工是合理的。对不同临时支座的拆除过程进行分析和比较，认为临时支座的拆除对于不同的后连续跨数有着不同的最合理工序，针对目前的后连续跨数（n）多大于5，即至少由4个后连续端部的情形（n≥4），建议临时支座拆除原则为“对称拆除”，这样支座拆除引起的次内力较小，对整体受力影响不大。

结语：先简支后连续桥梁体系转化之间涉及到复杂的细节与内容。最为明显的现浇段的浇筑顺序以及临时支座拆除顺序等。对称拆除的方法已经在实际工程中取得理想效果，并在较长时间内始终维持良好的运营状态。中小桥梁设计实开展先简支后连续桥梁施工工作的主要范围。因此，针对简支转连续桥梁的合理施工体系转换展开的探究，具有十分重要的现实意义，可在多个工程中恰当使用。结构的受力特性还会在某一方面对体系转换造成直接影响，需要相关人员加大研究力度。

参考文献：

[1]曾珏博.简支连续梁桥结构体系转换力学性能分析[D].重庆交通大学，2013.

[2]王健.先简支后连续桥梁体系转换的力学及施工分析[J].四川建材，2016，42（2）.

[3]陈湛.简支转连续梁桥的仿真分析与结构优化[D].武汉理工大学，2011.