先简支后连续梁桥体系转换最优化工序的研究

劳永福

（广西路桥工程集团有限公司三分公司 广西南宁 530000）

先简支后连续梁桥体系转换最优化工序的研究

劳永福

（广西路桥工程集团有限公司三分公司 广西南宁 530000）

在桥梁施工中，先简后支连续梁桥体系是其中最重要的一种结构体系。这种体系能够有效的提升梁桥体系的使用性能，减少材料的使用量，有助于提升车辆行驶的平稳性，提高车辆行驶的速度，除此之外，还可以有效的降低维护费用。在先简后支连续梁桥体系施工的过程中，先简后支连续梁桥体系的转换是其中最重要的程序。本文从施工受力的角度出发，通过对不同施工顺序的对比，对先简支后连续梁桥体系转换的最优化工序进行了探讨。

先简后支；梁桥体系转换；最优化工序

先简后支连续梁桥的施工顺序是先在临时支座上安装预制简支梁，然后在相邻的两个简支梁中间进行湿接缝混凝土的浇筑，等混凝土的强度达到一定的标准后，将支座上部的预应力钢筋进行张拉，之后将临时支座拆除，让梁能够在永久支座上得以支撑，然后经过支座将其转换为连续梁桥体系[1]。根据上述内容可知，先简后支连续梁桥施工的关键就是简支状态向连续状态的转变，其中具体的施工步骤有三，分别是：浇筑混凝土、张拉预应力、拆除临时支座。本文结合某大桥的施工，对先简支后连续梁桥体系转换的最优化工序进行了探讨。

1 优化的思路分析

最优化的施工顺序指的是在保证工程期限的条件下，在人力资源和设备资源优化利用的前提下，促使先简后支连续梁桥体系中的关键点的位移变化量和应力保持均匀[2]。先简后支连续梁桥体系的施工一般来说可以划分为五个阶段，以五跨连续梁桥施工为例，对其进行有效的分析。五跨连续梁桥施工顺序如图1所示。

图1 五跨连续梁桥施工顺序图

本文五跨连续梁桥的施工分为五个阶段，具体的阶段施工分析如下：

第一阶段：构架预制主梁，在临时支座的作用下，形成一种简支状态。在这个时候，五跨连续梁桥的主梁承受的作用力有两种，分别是：一期恒载自重和相应施工荷载。

第二阶段：在第①、②跨和③、④跨之间浇筑混凝土，等到混凝土达到一定的强度之后，对负弯矩区域的钢束进行张拉，然后灌注水泥浆。在这个过程中，先简后支连续梁桥的主梁承受的作用力和上述阶段一样，分为两种，分别是：一期恒载自重和相应施工荷载。但是在成型的连续梁段，结构的变形会受到一定的影响，从而导致徐变次内力作用的产生[3]。

第三阶段：连接②③跨和④⑤跨，施工步骤和第二阶段的施工步骤相同，在这种情况下，先简后支连续梁桥承受的作用力有三种，分别是：一期工程自重、施工荷载、徐变次内力。

第四阶段：将临时支座拆除，转换体系，完成横向接缝的施工，最终的结果就是连续梁桥结构的形成。在这种情况下，先简后支连续梁桥承受的作用力发生了一定的变化，其中工程自重除了一期工程自重外，还包括横向接缝的二期工程自重，除此之外，还有徐变次内力和相应的施工荷载。

第五阶段：安装防护栏杆、铺设桥面。在这个阶段，先简后支连续梁桥承受的作用力包括结构自重、各种次内力、车辆活载和施工荷载等。

通过上述分析可知，在简支阶段，先简后支连续梁桥体系承受的作用力有两种，分别是结构自重和前期恒载；在先简后支连续结构形成之后，先简后支连续梁桥体系承受的作用力有三种，分别是：汽车荷载、后期恒载和其他的可变荷载。先简后支连续梁桥体系和简支梁相比最大的优势就是跨中弯矩小，但是内支座承受的负弯矩比较大，在优化工序的过程中要对这一特点进行考虑[4]。

2 优化策略分析

根据上述优化思路可知，先简后支连续梁桥体系在施工过程中的关键就是如何将后连续端部顶面抵抗桥面裂缝的效果做到最好，也就是如何保证后连续端部储存的弹性压缩量能够最大[5]。先简后支连续梁桥体系转化最优化工序的具体分析分为以下几个步骤来进行：

2.1 预应力张拉顺序和现浇段浇筑的最优化

对于预应力张拉顺序和现浇段浇筑顺序的最优化分析，本文通过对五种施工顺序的比较来进行分析。

顺序一：对先简后支连续梁桥的四个端部进行一次性的浇筑，预应力的张拉可以从一个端部向另一个端部进行。顺序二：对先简后支连续梁桥的四个端部进行一次性的浇筑，预应力的张拉隔着端部进行张拉。顺序三：对先简后支连续梁桥的四个端部进行一次性的浇筑，预应力的张拉实行对称张拉。顺序四：先简后支连续梁桥的四个端部进行对称浇筑，预应力的张拉实行对称张拉。顺序五：先简后支连续梁桥的四个端部进行隔端浇筑，预应力的张拉实行隔端张拉。

使用相应的计算工具，对上述五种顺序进行计算，然后比较成桥状态后的连续端部应力，可以发现，一、二、三、四顺序下的结构，张拉工序对不同截面的不同作用不同，但是总体比较接近；顺序五下的结构压应力储备是最大的，其他的四种压应力储备比较小。所以在先简后支连续梁桥体系的浇筑施工中，可以采用隔端张拉、隔端浇筑的方式来进行[6]。但是，仅从受力角度分析张拉顺序具有一定的局限性，所以，在分析张拉工序的时候还要从工程造价的角度来进行分析。

2.2 拆除临时支座的最优顺序

先简后支连续梁桥的临时支座拆除之后，要想保证永久支座能够起到相应的作用，首先要保证橡胶支座有一定的变形压缩性，除此之外，还要保证永久支座和临时支座之间要有3～5mm左右的高差。拆除临时支座最优顺序的考虑关键就是永久支座和临时支座的高差和永久支座的压缩量，在临时支座的拆除中，这些数值对结构的应力变化会产生主导作用。本文将拆除临时支座之后产生的永久支座和临时支座的高差以及永久支座压缩量作为永久支座节点位置的强迫位移，据此来分析永久支座的沉陷量对先简后支连续梁桥体系产生的影响。需要注意的是，在本文的分析过程中，在拆除临时支座的过程中，仅仅将拆除支座引发的应力变形纳入了考虑体系，没有将前面的施工效果进行叠加，这样产生的结果具有一定的局限性。本文对不同的拆除方式进行对比，以期找到最优化的拆除临时支座的顺序。具体的拆除效应如图2所示。

图2

根据图2显示，临时支座拆除的顺序不同，对挠度产生的影响也不同。在使用工况一和工况三的拆除顺序对临时支座拆除时，会引起先简后支连续梁桥体系的局部下沉，下沉的最大的幅度可以达到6mm。对于先简后支连续梁桥体系的内力作用来说，使用工况二来拆除临时支座所产生的内力变化比较小。通过对不同的拆除顺序进行比较可知，对后连续跨数不相同的临时支座，拆除顺序也不相同。本文的后连续跨数大于五，也就是后连续端部的个数大于四，使用的拆除方法最好是对称拆除。使用这种拆除方法所产生的次内力比较小，对先简后支连续梁桥体系的整体结构的影响比较小。

3 结语

目前，在桥梁施工中，一种最有效的结构方式就是先简后支连续梁桥体系。在先简后支连续桥梁体系的施工过程中，先简后支连续梁桥体系的转化是关键。先简后支连续梁桥体系转化的最优化工序包括三个方面，分别是：端部的浇筑顺序、预应力的张拉顺序、临时支座的拆除顺序。本文对不同工序的施工效果从受力角度出发对其进行了分析和探讨，并且通过实践分析，对先简后支连续梁桥体系的转化工艺进行了优化，最终得出结论如下：①端部浇筑顺序和预应力张拉顺序的最优化工序是：隔断浇筑和隔断张拉；②临时支座的拆除的最优化工序是：对称拆除。对于先简后支连续梁桥体系转换的最优化工序，本文仅从实用性的角度对其进行了分析，但是，在实际的施工过程中，在转换的时候，结构的受力会发生比较大的变化，所以，本文的研究还存在一定的缺陷，还需要进一步的研究和完善。对先简后支梁桥体系转化的最优化工序进行探讨，对促进先简后支梁桥体系转化的合理进行，对保证先简后支梁桥体系结构的合理性具有重要的意义。

[1]叶青.先简支后连续梁桥的构造特点与施工质量控制[J].科技创新与应用，2014（18）：180～181.

[2]张宏.结合某大桥的施工谈先简支后连续梁桥施工技术[J].大科技·科技天地，2011（6）：412～413.

[3]杜风荣.先简支后连续梁桥施工方法探究[J].中小企业管理与科技，2012（1）：142～143.

[4]徐士启.先简支后连续梁桥施工控制措施[J].城市建设理论研究（电子版），2012（18）：113～114.

[5]柴翠花.高等级公路先简支后连续桥施工技术探讨[J].山西建筑，2013 （3）：195～196.

[6]王志琴.先简支后连续梁桥施工工艺及要点分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（7）：132～133.

U448.215

A

1673-0038（2015）24-0291-02

2015-4-28

劳永福（1983-），男，助理工程师，本科，主要从事桥梁建设工作。