高墩大跨連續剛構橋施工應力量測分析

王道遠   王亞寧

(石家莊鐵道學院研究生分院，河北石家莊050043)

    由于連續剛構橋具有跨越能力大，伸縮縫少，平順度好，行車舒適，施工無體系轉換，無需大型支座，順橋向抗彎、橫橋向抗扭剛度大，順橋向抗推剛度小，能充分適應溫度、混凝土收縮徐變、地震的影響等特點，因而近年來，在工程實際中得到廣泛的運用。

    然而，對于高次超靜定橋跨結構，一方面，其成橋的梁部線形及結構恒載內力與施工方法和工序有著密切的關系，不同的施工方法和工序會導致不同的結構受力和變形。另一方面，由于各種隨機因素(如材料的彈性模量、混凝土收縮徐變、結構自重、施工荷載、溫度等)是理論計算無法準確計量的，因而理論設計值和實測值難以完全一致。這就需要在施工階段對橋的應力、線形、溫度等進行必要的監測并對所測數據及時進行分析，以指導后續施工，避免施工中的不合理的受力狀態和線形偏位。

1.工程實例

    本文依托晉濟高速公路上的某大橋，它是晉煤外運的交通要道，也是山西高速公路網南下中原，進入全國公路網絡的經濟干線。設計雙向四車道，荷載等級為公路一級。大橋為(120+180+180+180+100)In預應力混凝土連續剛構橋，采用梁墩固接的結構形式。該橋梁的特點是高墩，墩高85m，粱體采用單箱單室大懸臂橫斷面。根據橋梁特點及施工方法，本工程對箱粱的根部，l／4跨及中跨分別布設應力和溫度量測點進行量測，以達到控制結構合理受力的目的,并發現施工過程中應力變化的一些特點和規律。

2.數據處理及分析

    圖1、圖2為2#T構根部應力量測曲線圖，橫坐標為施工工況：1、2、3…分別表示第一塊澆注混凝土并張拉后；第二塊澆注混凝土并張拉后，后面的依次類推。縱坐標為應力數值(圖中曲線不連續處由于施工原因未測量到數據)。曲線圖中的圖例從上至下依次為晉城和濟源方向順橋向所布置的應力測點。

    圖1為2# T構根部頂板應力量測曲線圖，圖2為2# T構根部底板應力量測曲線圖。

    (1)從圖l可知，隨著工況的增加頂板壓應力值呈逐漸增大的趨勢，前5個工況(即第3塊張拉以前)應力增加速率較小，其后進入相對穩定的增長速率階段。腹板處(258339#、258373#、258350#、258351#)壓應力值相對其他點的應力值大，在第32工況(即16塊張拉后)，壓應力最大達22.7kN/cm2 ，因此腹板與頂板交界處是施工受力控制的關鍵也是施工過程中的薄弱環節。

    (2)從圖2可知，隨著工況的增加底板壓應力也呈逐漸增加的趨勢，其前l8個工況(即第9塊張拉以前)壓應力相對趨于穩定，其后壓應力增長迅速，并且趨于穩定的增長速率。底板各處的應力值相對比較均勻，相差不大。最大壓應力均在腹板位置。在第31工況(即l6塊澆注后)，腹板處265412# 的壓應力達9．1kN／cm2。

    (3)從圖2可以看出第9塊澆注后壓應力增長迅速，因而在設計和施工中應根據橋梁跨度的大小，應適時加設中隔板，以提高箱梁的剛度和承載能力。

    (4)從圖l、圖2還可以看出，在施工過程中底板的壓應力增長相對于頂板的壓應力增長存在滯后現象。并且，在頂部及腹板部張拉預應力的作用下使得頂板的壓應力與底板壓應力的比值達1.67—2.78倍。

    (5)從3# T構，4# T構即圖3、圖4也能看出如同前述規律和特點，因而具有一定的普遍意義。

3.結論

    (1)對高墩連續剛構橋進行及時的應力量測和分析。不僅可以指導施工單位的后續施工，對施工過程中的不合理部分(如施工作業的不對稱性，張拉預應力偏張拉引起的扭曲等)起到一定的監督作用，同時也為控制工程質量提供了可靠的數據。

    (2)文中提出施工過程中應力的一些特點和規律具有普遍的意義，對其他工程具有一定的借鑒價值。

參考文獻：

[1]徐君蘭大跨度橋梁施工控制[M]北京：人民交通出版社，2000

[2]范立礎預應力混凝土連續粱橋[M]北京：人民交通出版社，1987

[3]王金峰，劉斌高墩大跨度連續剛構橋結構特點及施工控制 [J]．中國港灣建設，2005，21(1)：31一32

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)