预应力混凝土连续梁桥临时固结钝化对施工预拱度的影响

2019-03-14

福建质量管理 2019年4期

(广州大学广东广州 510006)

一、工程概况

本文以某三跨预应力混凝土连续梁桥为背景，其中桥跨组合为54.5m+95m+54.5m，主桥长192m。桥面总宽17m。主桥上部结构采用单箱双室截面的三向预应力混凝土结构，采用挂篮悬臂浇注法施工，混凝土标号为C55，纵横向预应力束为低松弛270级钢绞线。下部结构的桥墩采用两根直径3.0m的柱形墩。基础采用直径为Φ2000的6根钻孔灌注桩，桩顶与承台固结形成群桩基础。桥梁设计荷载为城—A。大桥总体布置图，如图1所示。

图1 大桥总体布置图(单位：cm)

(一)设置预拱度的目的

桥梁建设时设置预拱度是为了抵消梁体在荷载作用下产生的下挠，在箱梁施工时预先设置一个挠度反向值即为施工预拱度值。以前往往凭借经验设置，若设置过大，则会增加铺装层厚度；若设置过小，则无法抵消梁体的下挠，达不到设计线型。随着计算机的发展，目前已有许多软件能计算出相对合适的预拱度值，我们可以根据施工实际情况和现场识别的设计参数对预拱度进行调整，以保证桥梁顺利合拢，最终线形符合设计要求。

(二)结构计算模型

采用MIDAS/civil 2017桥梁专用分析软件对大桥上部结构建立计算模型，全桥根据施工顺序共划分为68个单元，107个节点。该桥的计算模型图，如图2所示。

根据混凝土容重、强度和弹性模量等实测参数进行仿真计算，并结合施工工艺和工序，挂篮的结构形式和临时施工荷载等数据，计算各个施工阶段的挠度和预拱度，为施工监控提供理论值[1]。由此，进行偏差分析，以保证合拢精度和体系转换后结构安全。

图2 计算模型图

二、临时固结的作用

由于连续梁桥在施工时的受力特点与成桥后有很大差异，且箱梁随着时间不断向外延伸，使得施工时的受力比成桥后更复杂。设计时一般对施工过程中的受力很难考虑周全，悬臂施工时需要对纵向的位移进行限制和抵抗不平衡力，所以在0号块进行临时固结，等到体系转换后在进行拆除，以保证施工的安全和结构的稳定[2]。

(一)临时固结钝化对施工预拱度的影响

连续梁桥施工过程中包含了一次体系转换过程，去掉临时固结，使箱梁与桥墩由刚接变成铰接，在进行模型计算时就需要临时固结进行钝化。临时固结是否钝化，将会对施工预拱度的计算产生影响。将临时固结进行钝化，预拱度的计算结果如图3所示。

图3 临时固结钝化对施工预拱度的影响图(单位：mm)

由图3可知，临时固结不钝化，将对施工预拱度计算产生较大的偏差，最大偏差在中跨10#截面最大，达到30mm，这将对成桥后的线型产生很大影响。

三、施工控制结果

图4 最终成桥线型对比图(单位：m)

经过模拟计算，并在施工过程中加入表1的预拱度值，最终大桥顺利合拢，各施工阶段按照预期目标顺利的完成，合拢误差、主梁成桥线性满足《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50—2011)中规定的±L/5000(即：±0.019 m)范围之内[3]。最终成桥线型对比图，如图4所示。大桥临时固结钝化后得到的预拱度值见表1。