拱桥廊桥施工顺序变化对主梁受力影响的研究

薛永成

摘 要：交通为人员流动和物资流通带来了极大的方便，是当前社会发展的重要推力。桥梁作为交通的重要组成部分，在经济飞速发展的过程中也获得了巨大的发展。廊桥就是在桥梁事业快速发展的背景下萌生的，廊桥的设计研究也随之发展起来，但是当前仍处于初步发展阶段，而有关拱桥廊桥施工顺序变化对主梁受力影响的研究更少，因此对其进行探讨是很有必要的。本文以陕西省旬阳县旬河廊桥工程为依托工程进行有关的研究。

关键词：廊桥；施工顺序；主梁受力

中图分类号：U441 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）12-0083-01

桥梁建筑作为一种结构产物，承载以及跨越的要求是其主要应当满足的，其结构形式的多变的，但是无论采取任何的形式，均需要占据一定的空间。廊桥是一种十分特殊的桥梁，它赋予了桥梁更多的功能，容经济性、技术性以及功能性为一体，针对廊桥的这一特征，如何更有效的使廊桥建设更为合理，使廊桥可以实现功能性以及观赏性兼具的要求，如何对廊桥施工顺序进行安排，以使桥梁主梁受力科学合理，等等，这些问题都需要进行深入的研究。本文重点研究拱桥廊桥施工顺序变化对主梁受力影响。

1 廊桥的特点

随着经济和科学技术的发展，古代廊桥由于承载力以及材料等因素的限制，已经不能在今天的廊桥建设中很好的适用。现代廊桥继承了古代廊桥的优点，并对新技术、新材料进行了开发利用，当前不论从结构还是材料，种类均有所增加。现代廊桥具备的主要特点包括建设规模大、结构形式复杂多样规模大、结构形式多样化、材料多样化以及功能复杂等。

2 廊桥设计的基本思路

进行廊桥设计时，需要廊桥设计者立足当前，着眼未来，将桥梁的技术美、功能美以及艺术美有机的融合在一起，使其更好的与周边环境融合在一起。以旬河廊桥为例，桥位位于旬阳县城党家坝旬河大桥以东，北侧连接S102省道，与火车站、汽车站及规划商业住宅区毗邻，南侧连接镇旬路，可以很大程度的舒缓交通压力[1]。此外，廊桥本文作为一种景观，可以很大程度的提升县城的景观形象。其设计思路为：在满足交通运输需求的基础上，还要具备一定的观光性质，具体来说，首先与周围的自然景观相协调，其次在进行桥型设计时，车行桥及廊桥主拱圈均采用整体现浇钢筋混凝土上承式空腹式板拱，其整体性较好，受力分布均匀。

3 纵梁在不同施工顺序下的受力分析

本文以旬河廊桥为例，分析廊桥纵梁在不同施工顺序的位移、内力以及应力等方面的特征，以期能够为廊桥的合理设计和施工提供有益的建议。根据分析，可以得到如下结论：

第一，在施工阶段与成桥状态下，我们首先采用部分连续浇筑，然后再浇筑后浇段，这样的施工顺序相较于采用全部整体浇筑或者采用部分简支然后连续的施工顺序来说，对于纵梁变形的控制效果更好，并且在这样的情况下，基本上发生的位移可以忽略不计。

第二，在施工阶段与成桥状态下，如果采取全部先简支，然后再连续浇筑的施工顺序时，纵梁各个位置的弯矩都为正，但是采取全部整体浇筑或者采用部分简支然后连续的施工顺序，纵梁的各个位置的弯矩均为负，是负弯矩，而且它的变化幅度十分大。但是当我们采取部分先连续浇筑，然后再浇筑后浇段的施工顺序时，后浇段位置的变化幅度明显有了降低。这就可以说明，在施工阶段与成桥状态时，如果采用不同的施工顺序，将会导致廊桥纵梁的弯矩产生不同的变化，而且不同的使用顺序对纵梁弯矩的影响很大。与此同时对各个位置的影响也是不相同的，但是在设置后浇段之后，这种影响将会得到一定程度的降低[2]。

第三，在施工阶段与成桥状态下，如果采取全部先简支，然后再连续浇筑的施工顺序时，纵梁上缘各个位置的应力基本上都是压应力，而立柱顶部分的压力为拉应力，但是这个拉应力在混凝土所能承受的拉应力范围内，没有超出混凝土所能承受的拉应力极限。但是若采取采用全部整体浇筑或者采用部分简支然后连续的施工顺序，纵梁上缘各个位置的应力均为拉应力，其最大的变化幅度已经在-200以下，但是这时如果首先采用部分连续浇筑，然后再浇筑后浇段的施工顺序，将会很大程度的降低后浇段的变化幅度。通过以上分析，可以看出，在施工阶段与成桥状态下，在不同的施工顺序的影响下，纵梁上缘应力将随之发生不同的变化，若采用采取全部先简支，然后再连续浇筑的施工顺序，将可以对纵梁的应力进行很好的控制。

第四，分别进行廊桥整体分析和上部建筑自重等效为集中力加在桥上分析，这两种情况下，载荷基本上是相同的，但是产生的压应力、拉应力以及位移数值均不同，存在一定的差距。在施工阶段，与廊桥整体分析相比较，上部建筑自重等效为集中力加在桥上的位移以及拉应力比较大，但是压应力没有任何的变化；而在成桥状态时，与与廊桥整体分析相比较，上部建筑自重等效为集中力加在桥上的压应力以及拉应力比较小，但是位移却比较大[3]。

第五，本文在研究拱桥廊桥施工顺序变化对主梁受力影响时，主要是研究施工阶段，在施工阶段分析不同施工顺序下，廊桥纵梁受力的影响。然而在成桥后，不管使用何种施工顺序，纵梁最后都会构成连续梁体系，而此时立墙顶部的负弯矩值，将会达到最大值，当负弯矩值处于最大值时，对立墙顶部桥面进行连续铺装，将会在反复牵拉的情况下，导致桥面铺装混凝土发生开裂的现象，随着它的进一步发展，将会逐渐有开裂变为大的裂缝，这时如果不及时对其进行有效的处理，将导致裂缝越来越大，严重的情况下将会使桥面铺装上的水，沿着裂缝的缝隙不断向下渗透，进而对钢筋产生腐蚀，对其耐久性产生破坏，因此，在进行施工的过程中，应当对纵梁上缘的拉应力进行严格的控制，这对于纵梁的持久使用和寿命延长是十分重要的[4]。

第六，如果采取全部先简支，然后再连续浇筑的施工顺序时，可以对纵梁上缘的拉应力进行有效的控制，使其保持在可以接受的范围内，但是如果采用全部整体浇筑，或者采用部分简支然后连续的施工顺序，纵梁上缘的拉应力将不能得到很好的保障，其拉应力极有可能超出规范的范围。由此可见，在施工阶段，与采用全部整体浇筑，或者采用部分简支然后连续的施工顺序相比，采取先全部简支，然后再连续浇筑的施工顺序，将更有利于纵梁的施工和后期的管理养护，对桥梁寿命的延长具有更大的优势[5]。

4 结语

本文以旬河廊桥为例，研究施工阶段，使用不同施工顺序时，廊桥纵梁的受力情况。根据研究结果，在施工阶段，采取先全部简支，然后再连续浇筑的施工顺序，将更有利于纵梁的施工和后期的管理养护。但值得注意的是，本次研究主要是根据有关的模型进行分析，没有切实的进行实地检验，因此其数据可能存在偏差，但是正是通过对数据的分析和比较，可以看出不同的施工顺序对于纵梁的影响是很大的。因此，在以后的廊桥设计中，应当对此方面进行充分的重视。

参考文献

[1]王谭，莫海鸿，刘添俊.立交桥与地铁车站共站位条件下施工顺序对车站变形及受力的影响[J].铁道标准设计，2017，61（08）：110-115.

[2]彭樵.悬索桥桥面铺装施工顺序及钢箱梁结构对铺装层受力的影响[D].重庆交通大学，2016.

[3]曹树胜，柳锋，钱骏巍.施工顺序对张弦结构受力状态的影响分析[A].天津大学、天津市钢结构学会.第十五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C].天津大学、天津市钢结构学会：，2015：5.

[4]王旭东.拱桥景观廊橋施工顺序变化对主梁受力影响的研究[D].重庆交通大学，2015.

[5]王昌胜.浅埋偏压连拱隧道施工顺序及支护结构力学行为研究[D].中南大学，2012.