广东建材2018年第6期设计与装饰多跨变截面连续梁桥合龙方案分析吴磊（广东省交通规划设计研究院股份有限公司）本【摘要】多跨长联连续梁桥的合龙顺序是影响桥梁结构成桥状态和施工进度的一个重要因素，得出合理文以一座十跨变截面连续梁桥为研究对象，通过两种不同合龙方案的应力和位移计算对比，的合龙方案，为桥梁后续设计和施工提供参考。连续梁；合龙方案【关键词】多跨；1概述由于多跨连续梁属于高次超静定结构，在多跨预应结构发生体系转力混凝土连续梁桥的合龙施工过程中，换，在结构中会产生很大的次内力，结构内力发生重分布；混凝土的收缩徐变也会使结构发生内力重分布。这些因素的存在，会改变结构成桥时的位移和结构的内力状态[1]，也会影响施工时的预拱度和支座的预偏量[2]。同时，不同的合龙顺序对施工过程中结构的累积误差影响也特别大，增加结构的施工难度；而且连续梁桥的施工周期比较长，不同的合龙顺序会影响桥墩的施工安排，优化合龙顺对桥梁的建设成本也有很大的影响。因此，序能够使结构的成桥状态更加合理，缩短施工期，能够极大的减小施工成本[3～5]。在多跨长联连续梁桥施工中，常见的合龙顺序有：①单T构先静定小合龙成TT构，然后按照一定的顺序合拢各个TT构；②通过优化，综合应用小合龙与大合龙。本文以一座多跨（偶数跨）长联变截面连续梁桥为工程背景，建立两种不同的合龙顺序有限元模型，通过比得出结构较这两种方案下桥梁结构的位移和内力状态，的合理合龙顺序。边跨大小，并结合桥位的地形、地质条件和桥梁方案主、合理比值等结构设计特点，通航论证单位建议推荐线位的主跨跨径不应小于120m。如图1所示，初步设计方案采用长联悬浇连续箱梁（70+8×125+70）m跨越航道、水域及南北岸河堤。桥墩右幅错孔布置以降低阻水效采用大直径独圆柱墩及左、主要技术指应。基础采用桩基础，承台埋设与河床以下。设计荷载为公路—Ⅰ级；设计速度80km/h；标：单幅桥面宽度17.75m。基本烈度为Ⅷ度，地震动峰值加速度为按Ⅸ设防。0.2g，图1莲阳河大桥桥位平面布置图主梁采用单箱双室直腹板混凝土箱梁。桥梁全宽35.5m，单幅箱梁宽度17.75m，宽跨比为1/7.04。箱梁顶板设2%单向横坡，两侧悬臂长度3m。主跨根部箱梁中心梁高7.8m，底板宽11.75m，高跨比为1/16.03。跨中箱梁梁高3.3m，底板宽11.75m，高跨比1/37.9，主梁梁高箱室中心线按2.0次抛物线变化。顶板底面折线布置，位置厚28cm，箱室顶板根部厚90cm。箱室底板厚度由跨中至中墩按2次抛物线由30cm变至90cm，腹板厚度由主梁根部至跨中分别取70cm、55cm、45cm。箱梁采用C55混凝土，主梁对称悬臂施工。主桥上部标准横断面如图2所示。2工程简介两莲阳河大桥位于韩江冲积平原区，跨越莲阳河，岸分布民房较多，地面标高3.3～7.0m，相对高差约3.7m，跨越江面宽约700m。韩江是潮汕地区最大的河流。莲阳河为东北面中间一支支流。莲阳河水道规划为Ⅵ级航道，航道线与路线设计线交角约为21°，根据通航论证专题单位的初步结论，通航孔实际净宽为m，净高6m。考虑基础和防撞设施、航道标志设施等尺寸的3合龙方案及有限元模型-47-设计与装饰广东建材2018年第6期（单位：cm）图2主梁标准横断面图通过初由于莲阳河大桥为偶数跨长联的桥跨形式，考虑采用2钟可行的合龙方案。方案一：第2、步比选，4、7、9跨合龙→第1、10跨合龙→第3、8跨合龙→跨中方案二：第1、第5、6跨合龙；3、8、10跨合龙→第4、7跨合龙→第2、9跨合龙→跨中第5、6跨合龙。本次分析利用有限元软件建立上述两种不同合龙方案的杆系有限元模型，上部梁单元按照施工节段顺序将桥墩离散为梁单划分，计算中考虑桥墩刚度的影响，元。全桥共划分为524个节点，443个单元，383种钢束。单个T构有限元模型如图3所示。4结构应力及位移分析4.1应力对比分析需多跨长联连续梁桥在设计时，为防止箱梁开裂，要控制箱梁上下缘的应力水平[6]，可以从以下几方面考虑：①箱梁截面不出现拉应力，确保箱梁各截面都有压成桥状应力储备；②各施工阶段底板拉应力<-1.5MPa；态保证中跨顶、底板有4MPa压应力；边跨支座附近有4MPa压应力。成桥状态压应力控制在12～15MPa。本次分析两种不同合龙方案主梁截面上下缘的应力状态，结时箱梁上下缘应力分构成桥状态（考虑二期恒载作用）布如图4和图5所示，图中正号表示受拉，负号表示受压。图3单个T构模型示意图从图4和图5中可以看出，在成桥状态下，两种合图4成桥状态主梁上缘应力图5成桥状态主梁下缘应力-48-广东建材2018年第6期龙方案主梁上下缘均处于受压状态，应力的变化趋势和极值点的位置一致。箱梁上缘应力在各跨跨中位置取得极大值，在0#块墩顶附近截面取得极小值。方案一箱梁截面上缘最大压应力为13.1MPa，最小压应力为4.86MPa（剔除边跨梁端处的最小值）；方案二箱梁截面上缘最大压应力为12.7MPa，最小压应力为5.86MPa（剔除边跨梁端处的最小值）。箱梁截面下缘的极值应力主要出现在各跨8分点位置，方案一箱梁截面下缘最大压应力为9.01MPa，最小压应力为3.82MPa（剔除边跨梁端处的最小值）；方案二箱梁截面下缘最大压应力为8.53MPa，最小压应力为5.01MPa（剔除边跨梁端处的最小值）。从压应力储备分析，两种方案的箱梁截面都有较大的应力储备，但是从图4和5中可以看出，方案二中的截面应力分布更加均匀，并且方案二中的截面应力最大值更小，结构应力状态更加合理。4.2位移对比分析多跨长联预应力混凝土连续梁桥由于合龙次数多，如果在合龙段两端的梁端位移相差很大，会增加桥梁结构的施工难度，同时也会影响成桥时的结构线形。因此，箱梁的竖向位移是选择合龙顺序的一个重要因素。通过计算分析，两种方案下箱梁的竖向位移分布如图6所示。图6成桥状态主梁竖向位移从图6中可以看出，两种合龙方案下箱梁的竖向位移变化趋势基本保持一致，方案一箱梁的最大竖向位移为-87.3mm，方案二箱梁的最大竖向位移为-46.8mm。可以看出，不同合龙顺序箱梁产生的竖向位移相差很大，方案一的竖向位移最大值比方案二大40.5mm，并且方案一的竖向位移分布更离散，而方案二的竖向位移分布更均匀。通过对比分析可以看出，合龙方案二更加合理。综合结构的应力和位移对比分析可知，合龙方案二对应的结构应力状态和线形更加合理，因此，设计时选设计与装饰取方案二为结构的合龙方案。5结论多跨长联连续梁桥的合龙顺序会影响结构的内力状态和线形，本文以一座拟建跨越莲阳河的多跨连续梁桥为分析对象，通过对比分析两种不同合龙方案下的成桥内力状态和线形，表明：⑴多跨长联连续梁桥的合拢顺序对成桥时的内力和线形有显著的影响，合龙顺序的合理安排可以优化结构的成桥内力和线形，同时可以优化施工周期，节约建设成本。⑵对于偶数跨长联连续梁桥，建议按照先合龙边跨再合龙中跨，同时对称地向中间跨合龙的顺序安排施工。●参考文献】[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京：人民交通出版社,1999.[2]孙全胜,李大杰.超长联大跨连续梁桥合龙顺序分析[J].世界桥梁,2012(5):45-48.[3]石现峰,李建中.施工方法对混凝土连续梁桥内力及变形的影响[J].工程力学,1998(2):543-549.[4]叶再军.多跨长联预应力混凝土连续梁桥施工控制研究[D].武汉：武汉理工大学,2006.[5]张谢东,詹昊,舒洪波,等.大跨度预应力混凝土连续梁桥合龙施工技术研究[J].桥梁建设,2005（2）：63-66.[6]朱雷,熊锐,颜岩.悬臂施工连续梁桥合龙线形应力分析[J].交通科技,2013(1):10-12.-49-【
