大跨度连续箱梁挂篮施工力学分析

李颖

（哈尔滨铁道职业技术学院，黑龙江 哈尔滨 150081）

对于悬臂施工的连续箱梁桥，其后一块件是通过预应力筋与混凝土与前一块件相接而成，因此，每一施工阶段都是密切相关的。分析各施工阶段及成桥结构的外形和受力特性变得必不可少。

为了使结构在最终成桥状态时达到设计要求的各项性能指标，确定各施工阶段结构的线形是桥梁悬臂施工中最重要的任务之一，而决定上部结构每一待浇块件的预拱度尤其重要。因为：（1）合拢前，一个单跨的两个悬臂端部应该尽可能在同一水平上和同一中轴线上；（2）桥梁在施工和营运状态下，上部结构的标高频繁发生上挠或下挠，因此，在上部结构各个截面的施工中应该预留容许偏差，以期保证在“无限长时间”（约15～20年）以后结构能够保证在设计所规定的标高范围内。在大桥的施工中，可从前进分析、倒退分析、实时跟踪分析三方面入手，相互结合，实现成桥结构在线形、内力各方面满足设计要求的目标。本文采用数值计算的方法对大跨度连续箱梁挂篮施工进行了分析。

1 工程概况

某铁路客运专线某立交特大桥，主桥为60m+4×100m+60m现浇预应力混凝土铁路连续梁桥（双线）。设计时速为350km/h。连续梁全长521.57m（含两侧梁端至边支座中心各0.75m）。采用无碴轨道。梁顶面宽12.0m，桥梁建筑总宽度12.28m；防护墙内侧净宽8.8m，桥上人行道钢栏杆内侧净宽11.9m。

箱梁横截面为单箱单室、变高度、变截面、直腹板结构。边跨直线段和跨中处梁截面高为4.85m，中支点梁截面高为7.85m，梁底下缘按二次抛物线变化，顶板厚度除梁端附近外均为0.4～0.45m，局部加厚。全桥共设5道横隔梁，分别设于中支点和中跨跨中。

全桥共分87个梁段，0号块梁段长14m，合拢段长2.0m，边跨直线段长9.75m，一般梁段长2.0m～3.5m。大桥预应力混凝土连续箱梁总体布置如图1所示。

表1 恒载（一恒+二恒）作用下竖向支反力对比汇总表（kN）

2 计算模型

2.1 计算参数的选取

混凝土参数：C55混凝土容重为26.5kN/m3，弹性模量为 35500Mpa，混凝土平均加载龄期7天。预应力钢筋参数：标准强度fpk＝1860MPa，锚下张拉控制应力采用设计图纸提供的数值，预应力筋弹性模量E＝195GPa。预应力损失参数：管道摩阻系数为 μ=0.23，局部偏差系数 k=0.0025，松弛率为2.5%，锚具变形及钢筋回缩值（一端）取6mm。荷载：二期恒载为151.3kN/m（曲线有声屏障）。

2.2 建立施工阶段计算模型

为了达到施工控制的目标，必须首先通过计算确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形的理想状态，据此控制施工中每个阶段的结构行为，使其最终成桥线形和受力状态满足设计要求。

根据设计资料和施工方法将主桥主梁分为226个单元，60个施工工序，成桥后的半桥有限元模型如图2。在施工控制过程中，计算桥梁施工的控制参数，同时对计算结果与实测结果进行比对，施工过程中对各个基本参数进行识别，并不断调整，以期达到最优效果。

3 计算结果

竖向支反力汇总见表1；主梁各施工阶段的累计挠度、静活载挠度、施工预拱度及主梁各施工阶段的线形见图3～6。

结语

4.1 本文计算得到的恒载作用下竖向支座反力与设计院提供的竖向支座反力相差不大，能够为类似工程计算提供参考。

4.2 本文计算得到的最大静活载挠度为42.11mm，为跨度的1/2375，满足相应规范要求，为相关设计提供较重要的参考依据。

4.3 系梁立模标高=设计标高+预拱度+挂篮变形，预拱度=1/2静活载产生的挠度值加上成桥并考虑10年徐变后的挠度值取负值。

4.4 合拢成桥状态下主梁线形顺畅，结构受力符合设计要求，主梁结构安全可靠。

[1]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京：人民交通出版社，1999.

[2]中华人民共和国铁道部.高速铁路桥涵工程施工技术指南（铁建设[2010]241号）[S].北京：中国铁道出版社，2010.