合攏方式對多跨連續(xù)梁線形和內(nèi)力的影響

2023年12月27日發(fā)(作者：梅花的含義)

第３１卷第４期　蘭州　交通大學學報　Ｖｏ１．３１　Ｎｏ．４　Ａｕｇ．２０１２　２０１２年８月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　文章編號：１００１—４３７３（２０１２）０４—００３１—０５　合攏方式對多跨連續(xù)梁線形和內(nèi)力的影響　留　晗　，　張　宇　（１．蘭州交通大學土木工程學院，甘肅蘭州７３００７０；２．同濟大學橋梁工程系，上海２０００９２）　摘要：預應力混凝土連續(xù)梁橋的應力監(jiān)測和線形控制是橋梁施工過程中的一項重要的環(huán)節(jié)．合攏段的合攏方式　對多跨連續(xù)梁的內(nèi)力和線形產(chǎn)生重要的影響．考慮了不同合攏方式對多跨連續(xù)梁成橋后整體撓度和彎矩的影響，　分析各個合攏方式作用下橋梁整體線形和內(nèi)力的差異，得出相對合理優(yōu)化的合攏方式以保證施工過程中橋梁的安　全性和穩(wěn)定性，為類似多跨連續(xù)梁合攏施工方案的選擇提供參考的依據(jù)．　關鍵詞：多跨連續(xù)梁橋；合攏方式；線形和內(nèi)力　中圖分類號：Ｕ４４８．３５　文獻標志碼：Ａ　０引言　隨著我國高速鐵路的發(fā)展，預應力混凝土連續(xù)　梁以其剛度好變形小伸縮縫少、行車平順舒適、造型　簡潔美觀、養(yǎng)護工程量小及抗震能力強等特點已成　力混凝土連續(xù)箱梁橋為例，針對不同合攏方式對橋　梁的內(nèi)力和整體線形的影響，運用軟件對各種合攏　方式進行計算模擬，討論分析各種合攏方式下全橋　的內(nèi)力和線形．　為高速鐵路線上大中跨徑橋梁的一種常用橋型．而　大跨度預應力混凝土連續(xù)梁的施工方法主要采用懸　１工程概況　某新建鐵路線４０　ＩＴＩ＋３×６４　ｍ＋４０　１ＴＩ預應力　臂施工法．在懸臂施工期間，由于其施工工序和施工　階段較多，各階段相互影響，而且在施工階段中涉及　多次的體系轉(zhuǎn)換會使結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形隨之發(fā)生變　化．其中合攏施工是懸臂施工預應力連續(xù)梁橋施工　的重要環(huán)節(jié)，尤其在多跨連續(xù)梁中，合攏方案的選擇　混凝土連續(xù)梁橋（見圖１），梁體采用單箱單室變高　度直腹板箱型截面．箱梁０　段長８　ＩＴＩ，每個Ｔ構(gòu)縱　向劃分為７個對稱梁段．梁段數(shù)及梁段長度從根部　至跨中分別為２×３．５　ｍ，５×４　Ｆｎ，累計懸臂總長２７　ｉｎ．１＃＂－－７　梁段采用掛籃懸臂澆注施工．全橋共分５　個合攏段，合攏段長度均為２　ｍ，邊跨現(xiàn)澆段長７．７５　對合攏過程中橋結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和整體線形會產(chǎn)生明顯　的影響．本文以一座４０　１ＴＩ＋３×６４　ｍ＋４０　ｍ的預應　圖１主橋總體布置圖（單位：ｍ）　Ｆｉｇ．１　Ｇｅｎｅｒａｌ　ｌａｙｏｕｔ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅ（ｕｎｉｔ：ｍ）　全橋箱梁頂寬１２．２　ＩＴＩ，頂寬６．７　ｍ；主墩墩頂　主要技術標準：１）雙線，工級鐵路，無砟軌道；２）設計　活載：列車豎向荷載采用ＺＫ標準活載；３）地震動峰　值加速度≤０．２ｇ（相當于基本烈度八度）．　５．０　ｍ范圍內(nèi)的梁高相等，梁高６．０５　ＩＴＩ，跨中及邊　跨墩頂現(xiàn)澆段梁高３．０５　ｍ．箱梁底板下緣曲線按　１．８次拋物線變化，梁底拋物線方程為　—Ｏ．００７　２１　一．　收稿日期：２０１２—０５—０３　作者簡介：留晗（１９８６一），男，浙江衢州人，碩士生　

３２　蘭州交通大學學報　第３１卷　２合攏方式的分析　本橋是５跨１聯(lián)的預應力混凝土連續(xù)梁橋，對　建立能夠反應實際各個施工階段和施工荷載的有限　元模型，計算模型根據(jù)懸臂施工梁段的劃分、支點、　跨中、截面變化點等控制截面將全橋劃分為９５個節(jié)　點和９４個單元．全橋總體計算模型如圖２所示．　于施工控制計算，主要采用平面有限元方法進行結(jié)　構(gòu)分析．結(jié)構(gòu)分析時采用橋梁博士３．０有限元軟件，　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　∞　∞∞　圖２計算模型　Ｆｉｇ．２　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　２．１合攏方式的劃分　合攏方式５：先進行２、４跨合攏段的合攏，然后　合攏方式一般在施工圖紙中明確給定，不同的　合攏方式及體系轉(zhuǎn)換時間對成橋累計位移和結(jié)構(gòu)成　橋內(nèi)力的影響不同．各合攏段的合攏多采用對稱逐　跨合攏，即對稱的合攏段要同時合攏．針對具有５個　合攏段的５跨１聯(lián)預應力混凝土連續(xù)梁，提出以下　６種合攏方式：　進行中跨合攏段的合攏，最后進行邊跨合攏段的合　攏。　合攏方式６：先進行２、４跨合攏段的合攏，然后　進行邊跨合攏段的合攏，最后進行中跨合攏段的合　攏．　合攏方式１：先進行第３跨合攏段合攏，然后進行　邊跨合攏段的合攏，最后進行２、４跨合攏段的合攏．　合攏方式２：先進行第３跨合攏段合攏，然后進行　２、４跨合攏段的合攏，最后進行邊跨合攏段的合攏．　合攏方式３：先進行邊跨合攏段的合攏，然后進　行２、４跨合攏段的合攏，最后進行中跨合攏段的合　攏．　本橋經(jīng)歷多次的合攏，為了保證結(jié)構(gòu)設計的內(nèi)　力狀態(tài)和成橋的線形，每次合攏后都要進行１次體　系轉(zhuǎn)換．　２．２計算結(jié)果的比較　根據(jù)上面６種不同的合攏方式，按照施工實際　過程中的要求，對全橋整體模型的施工階段進行相　應不同的劃分．最后計算得收縮徐變１　８００　ｄ后各　個節(jié)點和單元的撓度位移以及內(nèi)力，比較它們整體　撓度和控制截面的內(nèi)力．　２．２．１收縮徐變１　８００　ｄ后撓度計算比較　合攏方式４：先進行邊跨合攏段的合攏，然后進行　中跨合攏段的合攏，最后進行２、４跨合攏段的合攏　．　一。　蜒　．　．一　．　：ｌ　一　５０　０　　。ｏ　ｆ一　距１　墩梁端距離，ｍ　圖３合攏方式１和２的撓度曲線　Ｆｉ．３　Ｄｅｆｇｌｅｃｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｃｌｏｓｕｒｅ　ｏｐｔｉｏｎ　１　ａｎｄ　２　

第４期　留　晗等：合攏方式對多跨連續(xù)梁線形和內(nèi)力的影響　３３　Ｏ　０　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　叮∞∞　∞　叭Ｏ叭　∞∞　加　∞　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　０　∞　∞∞　叭０叭　加加ｍ　ｍ　∞　＝兮　距１　墩梁端距離，朋　圖４合攏方式３和４的撓度曲線　Ｆｉｇ，４　Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｃｕｒｖ￣ｏｆ　ｃｌｏｓｕｒｅ　ｏｐｔｉｏｎ　３　ａｎｄ　４　｛　距ｌ　墩梁端距離ｈｎ　圖５合攏方式５和６的撓度曲線　Ｆｉｇ．５　Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｃｌｏｓｕｒｅ　ｏｐｔｉｏｎ　５　ａｎｄ　６　表１最大／最小撓度　Ｔａｂ．１　Ｔｈｅ　ｍａｘｉｍａｌ　ａｎｄ　ｍｉｎｉｍａｌ　ｄｅｆｔｌｅｃｔｉｏｎ　合攏方式４相近外，其他部位的撓度都相對較小，其　整體撓度曲線也比較平順；３）合攏方式５和６兩者　的豎向撓度曲線基本吻合，但在邊跨合攏處，合攏方　式５撓度要比合攏方式６小很多．同時結(jié)合表１給　出的最大／最小撓度值，比較６種合攏方式的整體撓　度曲線，可以得到合攏方式３的撓度曲線波動不大，　產(chǎn)生的正負最大撓度值也是相對最小的．由此說明　在６種合攏方式中以方式３進行合攏的該連續(xù)梁橋　的整體線形比較平順．　２．２．２　內(nèi)力計算比較　圖３～５為６種合攏方式作用下的撓度曲線，　表１為截取撓度曲線圖中的最大和最小撓度．從圖　中可以看出：１）合攏方式ｌ和２在邊跨、次中跨還是　中跨的撓度曲線差異較明顯，合攏方式１的整體撓　度曲線突兀比較大，而合攏方式２的撓度曲線只在　跨中部位發(fā)生較大變化外，在邊跨至次中跨的撓度　曲線還是比較平順的；２）合攏方式３除邊跨位置與　由于不同合攏方式下的預應力的張拉順序、溫　度等對本橋各個截面的受力狀態(tài)影響極大，因此有　必要對該橋收縮徐變１　８００　ｄ后的內(nèi)力進行比較．　由于橋梁是對稱結(jié)構(gòu)，且施工過程和預應力張拉過　程都是對稱的，故全橋結(jié)構(gòu)所受的內(nèi)力也是對稱的，　所以只需比較半跨結(jié)構(gòu)的內(nèi)力．　

蘭州交通大學學報　第３１卷　柏加∞∞∞∞∞ｏ∞∞　加∞∞∞柏加Ｏ加∞　毫　Ｚ　言　●　Ｚ　：　靜　ｂ　：　￥　距１　墩梁端距離／ｍ　靜　距ｌ　墩梁端距離，ｍ　圖６合攏方式１和２的彎矩曲線　Ｆｉｇ．６　Ｍｏｍｅｎｔ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｃｌｏｓｕｒｅ　ｏｐｔｉｏｎ　１　ａｎｄ　２　圖８合攏方式５和６的彎矩曲線　Ｆｉｇ．８　Ｍｏｍｅｎｔ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｃｌｓｕｒｅ　ｏｐｔｉｏｎ　５　ａｎｄ　６　ｏ根據(jù)上面各圖彎矩曲線發(fā)展情況，取出幾個彎　矩最大處的控制截面，比較各個合攏方式下這幾個　言　●　控制截面的彎矩值．　Ｚ　圖６～８為６種合攏方式下半跨橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生　的彎矩曲線，表２給出了圖９所示７個控制截面的　∞∞∞∞　ｍ　０　ｍ　∞　３　０　靜　最大彎矩值．由圖９可知：１）合攏方式１在２　墩和　３　墩處產(chǎn)生的最大彎矩相差不大，而且合攏方式１　的整體彎矩明顯比合攏方式２小很多，說明合攏方　式１的整體受力合理而且產(chǎn)生了較小的內(nèi)力；２）合　攏方式３和４的整體彎矩曲線圖的走勢基本相　同，但在３＃墩處的彎矩突然變大，對結(jié)構(gòu)在此處的　距１　墩梁端距離／ｍ　圖７合攏方式３和４的彎矩曲線　Ｆｉｇ．７　Ｍｏｍｅｎｔ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｃｌｏｓｕｒｅ　ｏｐｔｉｏｎ　３　ａｎｄ　４　橋　跨　由　９．５　心　線　圖９控制截面的布置圖（單位：ｍ）　Ｆｉ．９　Ｌａｙｏｕｔ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌｇ　ｓｅｃｔｉｏｎ（ｕｎｉｔ：ｍ）　表２控制截面的彎矩　Ｔａｂ．２　Ｔｈｅ　ｂｅｎｄｉｎｇ　ｍｏｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｋＮ?ｍ　受力產(chǎn)生不利的影響；３）合攏方式５和６的彎矩曲　線基本吻合，２　墩和３　墩處產(chǎn)生的最大彎矩相差　不大，整體受力較合理．通過比較表２提供的７個控　對比其他的方式小．所以采用合攏方式ｌ進行合攏　對該類型多跨連續(xù)梁各支座處受力較對稱而且整體　受力最小最有利的．　制截面的最大彎矩值并結(jié)合圖６～８的彎矩曲線，可　以獲知在半跨范圍內(nèi)合攏方式】產(chǎn)生整體的內(nèi)力相　３結(jié)論　對于多跨連續(xù)梁而言，合攏方式會對橋梁整體　

第４期　留　晗等：合攏方式對多跨連續(xù)梁線形和內(nèi)力的影響　３５　線形和內(nèi)力產(chǎn)生重要的影響．因此提出６種不同的　慮如跨度、跨數(shù)及非對稱因素作用的影響．因此結(jié)合　上述因素作用的多跨連續(xù)梁的內(nèi)力和線形狀況還有　合攏方式，計算它們對５跨１聯(lián)連續(xù)梁的整體線形　和整體內(nèi)力的影響，通過撓度和內(nèi)力計算，結(jié)果表明　采用合攏方式３進行合攏的多跨連續(xù)梁產(chǎn)生的整體　撓度要小于其他的合攏方式，同時也說明以該合攏　方式進行合攏的多跨連續(xù)梁的撓度產(chǎn)生變化較小、　待進一步研究．但是不同合攏方案分析得出對橋梁　線形和內(nèi)力有意義的結(jié)果，對類似橋型的工程施工　有參考價值，值得在實際工程中推廣研究．　參考文獻：　Ｅｌｉ范立礎．預應力混凝土連續(xù)梁橋［Ｍ］．北京：人民交通　出版社，１９９９．　整體線形平順．在內(nèi)力的比較過程中，結(jié)合彎矩曲線　和控制截面的內(nèi)力可以得到合攏方式１的受力更合　理而且整體的內(nèi)力值也是相對最小的．在實際工程　應用中，單憑線形的好壞和內(nèi)力的大小來選擇合攏　方式顯然不可靠，因此需要綜合考慮兩者作用影響　因素的情況下，選擇最合理的合攏的方式是非常必　要的．通過綜合對比多跨連續(xù)梁的內(nèi)力和線形的影　［２］張繼堯，王昌將．懸臂澆筑預應力混凝土連續(xù)梁橋　［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００５．　［３］向中富．橋梁施工控制技術［Ｍ］．北京：人民交通出版　社，２００１．　Ｅ４３徐君蘭．大跨度橋梁施工控制Ｉ－Ｍ］．北京：人民交通出　版社，２０００．　響，可以得出合攏方式１在所受內(nèi)力最小的情況下，　雖然線形稍差于合攏方式３，但也優(yōu)于其他４種合　［５］雷俊卿．橋梁懸臂施工與設計［Ｍ］．北京：人民交通出　版社，２０００．　攏方式．它既保證了內(nèi)力受力最小，也保證了橋面的　線形．因此在６種合攏方式中，合攏方式１為最佳的　合攏方式，宜在工程實踐中得到應用．本文只針對不　同合攏方式對多跨連續(xù)梁內(nèi)力和線形的影響，未考　［６］鐘正強，陳常松，顏東煌．連續(xù)梁橋合攏方案對施工控　制的影響［Ｊ］．長沙交通學院學報，２００２，１８（３）：２７—３１．　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｃｌｏｓｕｒｅ　Ｏｐｔｉｏｎ　ｏｎ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｉｎｎｅｒ　Ｆｏｒｃｅ　ｏｆ　Ｍｕｌｔｉ—ｓｐａｎ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｂｒｉｄｇｅ　ＬＩＵ　Ｈａｎ　。　ＺＨＡＮｆＧ　Ｙｕ　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｌ￣ｎｚｈｏｕ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｌｍｎｚｈｏｕ　７３００７０，Ｃｈｉｎａ　２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ　ｎｇ，Ｔｏｎｇｊｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００９２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｌｉｎｅａｒ　ｅｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｂｒｉｄｇｅ　ａｒｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｌｉｎｋｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｕｒｓｅ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｌｏｓｕｒｅ　ｏｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｊｏｉｎｔ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｈａｓ　ａ　ｇｒｅａｔ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｎｅｒ　ｆｏｒｃｅ　ａｎｄ　ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｕｌｔｉ—ｓｐａｎ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｂｒｉｄｇｅＴｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｌｏｓｕｒｅ　ｏｐｔｉｏｎｓ　Ｏｎ　．ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｆｏｒｃｅ　ｏｆ　ｍｕｌｔｉ—ｓｐａｎ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｂｒｉｄｇｅ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｔａｋｅｎ　ｉｎｔｏ　ａｃｃｏｕｎｔ　ａｆｔｅｒ　ｆｉｎｉｓｈｅｄ　ｄｅａｄ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅｉｒ　ｌｉｎｅａｒ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｆｏｒｃｅ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｏ　ｇｅｔ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｃｌｏｓｕｒｅ　ｏｐｔｉｏｎ．Ａｔ　ｌａｓｔ，ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅ　ｄｕｒｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｒｅ　ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ．Ａｎｄ　ｃｌｏｓｕｒｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｍｕｌｔｉ—ｓｐａｎ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｂｒｉｄｇｅ　ｉｓ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｆｏｒ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉｓｐａｎ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｂｒｉｄｇｅ；ｃｌｏｓｕｒｅ　ｏｐｔｉｏｎ；ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｎｎｅｒ　ｆｏｒｃｅ