现浇分段长度对平转连续梁桥受力的影响

韩 均，徐素芳，吴海军

(1.重庆通力高速公路工程有限公司，重庆401147;2.重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074)

近年来，我国建设了大量的立体交叉跨线桥，连续梁桥是立体交叉跨线桥中最常见的桥型之一，其施工方法对桥梁的受力性能有着重要的影响。与传统的连续梁桥施工方法相比，平转施工方法能够不影响通航通车，并节约工程投资，故在公路桥梁中得到较广泛应用。

平面转体连续梁桥的转体段一般采用支架分段现浇，通常先安装每个分段的支架，在每段混凝土浇注完成达到要求强度后进行预应力张拉，然后拆除支架，接着依次以同样的方式施工其它梁段。在平转梁段分段方案不同的情况下，由于后浇梁段自重及预应力施加时已经成型的结构的刚度不同，最终导致不同的分段长度方案对结构施工进度和受力性能产生了明显影响。笔者结合工程实例分析了转体段不同分段长度对主梁应力和位移的影响。

1 一般平转施工连续梁转体段的分段长度

1.1 常见施工方法下连续梁的分段长度

常见连续梁桥的施工方法有多种，每种方法所适宜的跨径和梁体施工时的分段长度各异，常见施工方法对应的梁体分段长度见表1［1］。

表1 连续梁桥不同施工方法下的分段长度Table 1 Different section length of continuous beam bridge with different construction methods

1.2 平转施工连续梁桥的分段长度

在我国，平转连续梁桥转体段一般使用挂篮悬臂施工和支架分段现浇这两种施工方法。根据调查，近年来国内部分连续梁桥平转施工的分段长度如表 2［2-5］。

由表2可以看出，我国平转连续梁桥转体段一般分段长度为2～8 m，但是对于情况较为特殊的桥梁，长度也可能达到20 m左右。

表2 部分连续梁桥平转施工分段长度Table 2 Section length of some continuous beam bridges constructed by rotary method

2 工程实例及其转体段分段长度

2.1 工程实例简介

山西长平高速公路跨邯长铁路微子立交桥主桥为72 m+120 m+72 m连续梁(图1)，桥宽26 m。其主桥跨越了现有和远期规划铁路，采用先支架分段现浇梁体、后平面转体的施工方法。

图1 山西长平高速公路跨邯长铁路微子立交桥(转体前)Fig.1 Weizi overpass on Changping expressway crossing Han-Chang railway(before swing)

2.2 工程实例转体段的分段长度

在工程最初设计时，转体施工段(59 m+59 m)被分为9段现浇混凝土。后由于工期紧张，又两次变更了施工图的分段长度，最终采用图2中方案1的5段现浇方案进行施工。笔者在分析时，考虑到实际工程中，会存在工期紧张等客观因素导致调整分段方案施工，同时为了分析不同分段长度对桥梁受力的影响，将转体施工段分别采用了3种分段方案进行分析。这3种方案都是本桥施工阶段被分析和比较过的备选方案［6］。

方案1:分5段浇注混凝土、5次落架，由 A0，AS1，AS2，AM1 和AM2 节段组成，长度分别为20，24，24，24，26 m，见图2(a)。

方案2:分3段浇注混凝土、3次落架，由AS1，A0，AM1 节段组成，长度分别为20，48，50 m，见图2(b)。

方案3:不分段1次浇注混凝土、1次落架，只有一个A0节段组成，长度为118 m。

图2 立交桥现浇箱梁分段Fig.2 Cast-in-site box beam bridge block diagram

在利用有限元软件模拟实桥时，转体梁段划分单元号为7～66。表3是单元号与分段长度的对应关系。

表3 主梁单元分配Table 3 Unit distribution of main beam

3 不同分段长度对转体段的影响分析

在分析分段方案对桥梁受力影响时，假定预应力布置及桥梁构造均是相同的，仅分段长度及拆架过程不同。

3.1 不同分段长度对转体段应力的影响

在混凝土浇注张拉、支架拆除后，转体段处于悬臂状态。针对上述3种不同的分段方案，分析得出不同分段长度下转体段最大悬臂状态各截面上、下缘应力如图3，图中横座标为单元号，其中36～37单元为墩顶单元，7、66为两悬臂端单元。

图3 不同分段长度下转体段在最大悬臂状态时各单元应力Fig.3 Stresses comparison diagram on each section in the biggest cantilever condition for different section length

从图3可以看出，各截面的应力值有比较好的规律，无论分几段浇筑，在上述3种分段方案下，转体段在最大悬臂状态时各截面的上下缘应力相差很小，均在1.7%之内。由于3种方案在转体之后的施工过程和工艺完全相同，因此可以发现现浇施工阶段不同分段长度对于主梁后期应力的影响较小。

3.2 不同分段长度对转体段位移的影响

在不同分段长度下转体段最大悬臂状态各节点累计水平及竖向位移见图4，图中横座标为结点编号，其中37为墩顶中心节点，7、66为两悬臂端节点。

图4 不同分段长度下转体段在最大悬臂状态时各节点累计位移Fig.4 Comparison diagram of cumulative displacements on each node in the biggest cantilever condition for different section length

1)由图4(a)可以看出，悬臂端7号节点在分5段浇注、3段浇注及整段浇注情况下转体段的累计水平位移分别为 1.8，4.2，10 mm，即在不考虑现浇梁与底模支架之间存在的摩阻力且配筋相同的情况下，分段越少，悬臂端的水平位移越大。

2)由图4(b)可以看出，①悬臂端7号节点在分5段浇注、3段浇注情况下转体段的累计竖向位移分别为 －23.4，－18.5 mm，均远小于 0 mm，即各转体段的悬臂端表现为下挠，而在整段浇注情况下转体段的累计竖向位移为7.2 mm，即悬臂端表现为上拱;②墩顶37号节点在3种不同分段长度的位移均为－1.2 mm，即转体段在墩顶和附近截面的上拱位移值相同;③悬臂端7号节点在分5段浇注、3段浇注及整段浇注情况下转体段的累计竖向位移分别为 －23.4，－18.5，7.2 mm，即远离桥墩处的截面，分段数量越多，悬臂端下挠位移越大;④各个节点在3种不同分段长度下转体段的累计竖向位移均不相同，即不同分段方法影响着施工过程中预拱度的设置，故主梁施工需按照不同的分段方法设置预拱度。

4 结语

1)在不考虑现浇梁与底模支架之间的摩阻力且配筋相同的情况下，无论分几段浇注，转体段在最大悬臂状态时各单元截面上下缘应力相差均很小。

2)在不同分段长度下，转体段的各个位置的累计水平位移均不相同，且越靠近悬臂端、分段数量越少，悬臂端的水平位移越大。

3)在不同分段长度下，转体段的各个位置的累计竖向位移均不相同，且越靠近悬臂端、分段数量越多，悬臂端的下挠位移越大。

4)由不同分段长度下转体段的各个位置的累计竖向位移均不相同可知，不同分段方案对施工过程中预拱度的设置存在着明显影响，主梁施工要根据不同的分段方案设置不同的预拱度。

5)对于施工监控而言，当分段数较多、每段较短时，梁体标高可随时调整，应力也可多次监控，应力不足时还可以迅速采取措施;反之，当分段数较少、每段较长时，梁体标高调整的次数就会相对较少，调整幅度和余地不大，应力监测的次数相应减少，对于施工过程中的监控较为不利。

［1］ 雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计［M］.北京:人民交通出版社，1999:7.

［2］ 张雷.连续梁桥平转施工关键问题研究［D］.重庆:重庆交通大学，2011.

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