尚云飞：连续梁桥悬臂施工转换吩合拢段内力分析 ５９ 连续梁桥悬臂施工转换对合拢段内力分析 尚云飞 （黑龙江省公路勘察设计院。 哈尔滨１５００８０ Ｊ 【摘要】 主要运用桥梁博士软件，分析研究Ｔ构体系转换前后悬臂端截面的内力、位移变化，并对桥梁的 施工监控提供一定借鉴作用。 【关键词】 体系转换；悬臂浇注；桥梁博士 【中图分类号】ＴＵ３７５．１ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】 １００１—６８６４（２０１０）０６—００５９—０２ 悬臂施工法也称为分段施工法，是以桥墩为中心向两岸 对称的、逐节悬臂接长的施工方法。近年来采用悬臂施工法 力作用于连续梁，此集中力引起的连续梁内力即为连续梁这 次体系转换的内力。 在国内外大跨径预应力混凝土桥梁中得到广泛采用。悬臂 施工法充分利用预应力混凝土承受负弯矩能力强的特点，将 跨中正弯矩转移为支点负弯矩，使桥梁跨越能力提高，并适 合变截面桥梁的施工。预应力混凝土连续梁及悬臂梁桥采 用悬臂施工时需进行体系转换，即在悬臂施工时，梁墩采取临 时固结，结构为Ｔ形刚构，合拢前，撤消梁墩临时固结，结构呈 在各次体系转换过程中，拆除临时支座，支座反力转由 永久支座承受，永久支座相应产生弹性压缩变形（相当于支 座沉降），梁在支座处相应产生相对转角，并在梁体中产生 附加内力。各次体系转换后永久支座反力由结构自重、湿接 缝重量及施加预应力产生的支点反力相加得到。多次体系 转换时要分别算出各次体系转换的支反力，永久支座压缩 量，及由此引起的连续梁基本体系在各支点的相对转角，进 而计算连续梁的附加内力。 １ 工程概况及桥梁模型建立 悬臂粱受力状态，待结构合拢后形成连续梁体系。 在悬臂施工过程中，梁墩采取临时固结，即添加临时支 座。而体系转换后，每拆除一次临时支座，连续梁内力发生 一次变化。分别算出各次转换在连续梁中产生的内力，将这 本文以某特大桥工程辅航道桥为例，研究分析体系转换 前后悬臂端截面的内力、位移变化。该桥全长约４．０３ｋｉｎ，其 些内力叠加即是多次体系转换在连续梁中产生的内力。拆 除临时支座后，在临时支座处以一对数值等于支反力的集中 中，Ｐｈｉ６５～ＰＭ７１为辅航道桥，桩号范围ｌ（３＋０４８～Ｋ３＋ 者认为连廊净宽可以参照室外楼梯设置，不小于０．９ｍ即可。 从这里引申的—个问题是，连廊是否应按住宅外廊要求 侧手动开启，这就意味着为了保证失火时逃生人员能顺利 出入，门是不可以锁闭的。又因为连廊疏散须保证从一个 单元楼梯出，从另一个单元楼梯进，单向锁闭的门也不适 设置不低于１．１０ｍ的栏杆，防止儿童攀登，垂直杆件间净空 不大于ｏ．１Ｉｒａ，笔者认为应该设。因为《住宅设计规范》中对 于做主要通道的外廊做出了“宜做封闭外廊，并设可开启的 窗扇，走廊通道的净宽不应小于１．２０ｍ”的要求，而不做为交 通通道的连廊毕竟有人员活动的可能，有防护时也能加快应 急疏散的速度。 １．５是否应计算建筑面积 按规定“建筑物外有围护结构的挑廊应按其围护结构 用。但从附图中可以看出，如果不能锁闭，外来人员只要进 入楼梯间，就可以进入作为住宅套内空间的阳台，这是住户 所不能容忍的。 工程实际中是采用能达到乙级防火门耐火极限要求的 分户防盗门，配备钥匙交由无连廊的同单元住户保管。这 样能保证本层人员的应急疏散。 比较可行的方式是采用电磁锁具，由消防控制室控制， 外围水平面积计算。层高在２．２０ｍ及以上者应计算全面 积；层高不足２．２０ｍ者应计算１／２面积。有永久性顶盖无 平时锁闭，失火时切除电磁锁电源，这时可以手动打开，人 员向相邻单元疏散。 ３结语 围护结构的应按其结构底板水平面积的１／２计算”。因此 住宅中间层有顶盖无围护结构（仅设栏板、栏杆）的连廊应 以上只是笔者在工作实践中针对建设单位、住户所提 要求的探索，工程也得到审批、审查部门的认可。希望能抛 该算１／２面积，若顶层无顶盖不算面积。住户的阳台空问仍 按阳台计算。 ２平时管理方式的探讨 砖引玉，共同找到更安全、合理的解决方案。 ［收稿日期】２０１０一Ｏ１—２０ 在建筑外墙设置连廊，会对住户的安全防卫带来影响。 因为按规定防烟楼梯问通向阳台、连廊的门应为乙级防火 门，是向疏散方向开启的平开门，并在关闭后应能从任何一 ［作者简介］徐秋芳（１９６９一），女，哈尔滨人，高级建筑师，国 家～级注册建筑师，从事建筑设计工作。 ６０ 低温建筑技术 ２０１０年第６期（总第１４４期） ３９２，ＰＭ６７一ＰＭ６９为悬臂浇筑施工，单侧悬臂长３５ｍ，悬臂 段跨径７７ｍ。上部结构采用预应力混凝土变高度连续箱粱， 单箱双室，双幅桥布置。梁高在中支点处为４．６ｍ，跨中及边 支点处为２．３ｍ，梁底呈二次抛物曲线变化。 运用桥梁博士软件进行全桥建模，沿着悬臂施工方向， 进行单元划分。并根据现场实际施工布置顺序以及每阶段 施工时间等来模拟施工阶段，由此得到合拢前后悬臂端截面 内力及位移的变化情况。ＰＭ６７一侧与移动模架施工段合拢 （边跨），一侧与悬臂施工段合拢（中跨），具有特殊性，并且 可以计算中跨合拢时对其边跨合拢段的内力影响。因此以 ＰＭ６７上部结构为例，分析其合拢前后内力及位移变化情况。 该桥采用悬浇法施工，合龙方式先边后中，即各个墩先 对称施工成Ｔ型，然后与相邻悬臂合龙成Ⅱ形，然后进行下 一轮合龙直至全桥竣工。在施工成Ｔ型的过程中，临时固结 措施采用在承台和零号块之间设置临时支墩，本桥施工利用 钢管混凝土立柱。采用穿过临时支墩的预应力筋进行承台 与梁底之间的固结。如图１所示。 悬浇块 零号块 图１临时固结方式 ２计算分析 利用桥梁博士软件计算得到６７＃墩上部结构悬臂端各 阶段内力及位移见表１～表６。 表１ ６７＃墩边跨合拢时体系转换 前后悬臂梁两端累计弯矩值 ｋＮ・ｎｌ 各截面 合拢段浇筑前合拢段浇筑后张拉预应力束 完成边跨 各截面 合拢段浇筑前合拢段浇筑后张拉预应力束 完成中跨 各截面 合拢段浇筑前合拢段浇筑后张拉预应力束 完成边跨 表４ ６７＃墩中跨合拢时体系转换 前后悬臂梁两端累计竖向位移值 ｍ 各截面 合拢段浇筑前合拢段浇筑后张拉预应力束 完成中跨 表５ ６７＃墩边跨合拢时体系转换 前后悬臂梁两端截面底缘累计法向应力值 ＭＰａ 各截面 合拢段浇筑前合拢段浇筑后张拉预应力束 完成边跨 表６ ６７＃墩中跨合拢时体系转换 前后悬臂梁两端截面底缘累计法向应力值 ＭＰａ 各截面 合拢段浇筑前合拢段浇筑后张拉预应力束 完成中跨 通过以上数据分析表明： （１） 由表１及表６可以看出，边跨体系转换对中跨悬 臂端影响较小，因为这部分在合拢前还没有约束，可以自由 变形；而合拢段两侧有永久约束支撑，体系转换后所导致的 变形受到约束，导致弯矩和法向应力值变化很大。 （２）６７＃墩边跨合拢时，张拉预应力束后，中跨悬臂端 端截面产生了相当大的竖向位移，其值为１３．０２ｒａｍ，但是在 体系转换后，其值相对抵消，减少６．７８ｍｍ，可见体系转换是 影响高程的主要因素，也为施工中控制高程起到决定作用。 （３）６７＃墩中跨合拢时，边跨悬臂端截面竖向位移、内 力值变化都不大，反映出施工过程中，对于已浇筑结构，其内 力变化较稳定，保证了施工的安全。 ３结语 （１） 通过合理的软件模拟分析可以得到，体系转换对 整座桥梁的内力影响非常大，因此在工程施工时要科学地制 定合龙顺序，使成桥线型和内力达到理想状态。 （２） 合理模拟体系转换的影响对准确预测施工过程 位移起着至关重要的作用。因此，在工程中可以根据模拟的 数据结果监测、控制工程的施工。 （３） 在用软件模拟桥梁监测、控制工程施工过程中， 我们不仅考虑体系转换的至关重要的影响，同时还必须考虑 到温度效应，混凝土收缩，张拉预应力钢筋损失等其他因素， 这样才能保证桥梁的安全、稳定的施工。 参考文献 ［１］ 贺铁飞．体系转换中临时固结对多跨连续梁施工控制的影响 ［Ｊ］．中国高新技术企业，２００７，（１）． ［２］姜云霞．先简直后连续梁、板桥体系转换的研究［Ｊ］．公路， ２００３，（１１）． ［收稿日期］２０１０一Ｏ１—２０ 【作者简介］尚云飞（１９７０一），男，哈尔滨人，高级工程师，从 事公路桥梁设计工作。
