施工工序對橋梁受力及變形的影響分析
在橋梁施工過程中，合理的施工工序對于橋梁結構安全具有十分重要的意義，下面是小編搜集整理的一篇探究施工工序對橋梁受力影響的論文范文，歡迎閱讀查看。
摘要：通過對一座預應力混凝土變截面剛構—連續組合箱梁在施工過程中因施工工序變化引起的幾個問題從結構受力和變形的角度進行分析探討，強調合理施工工序的重要性。
關鍵詞：預應力混凝土;變截面剛構—連續組合箱梁;施工工序;受力;變形
預應力混凝土連續梁橋以結構跨度大，受力性能好，伸縮縫少，行車舒適性高，造型簡潔美觀，抗震性能強等諸多優點被廣泛應用于橋梁工程建設中。對于此類橋梁的施工，目前已經積累了豐富的經驗，但在實際施工過程中，總會遇到各種情況影響橋梁的正常施工，由此帶來的影響就需要進行詳細的結構分析，而不能隨意改變正常的施工工序，否則可能帶來不可挽回的損失。
1 橋梁概況
某新建橋梁上部結構為2×(3×40)m預應力混凝土箱梁+(50+4×80+50)m預應力混凝土變截面剛構—連續組合箱梁+4×40m預應力混凝土箱梁。其中主橋箱梁截面采用單箱單室，箱梁根部高度4.8m，跨中梁高2.2m，期間梁高按二次拋物線變化。主橋連續梁除墩頂0號塊外，共分11對梁段，即2.5+5×3+5×4m，各單“T”箱梁均采用掛籃懸臂澆筑法施工。
主橋下部結構采用薄壁空心墩，鉆孔灌注樁基礎，最高橋墩19.8m。除9號橋墩為墩梁固結形式外，其余4個橋墩均采用盆式橡膠支座與上部結構連接。
2 施工問題及分析
該橋梁施工的過程中，陸續出現了如下幾個問題。
2.1合攏施工
(1)問題的提出
設計文件給出的合攏順序為先合攏兩個邊跨，再合攏四個中跨。但受到工期和現場條件的約束，施工單位建議施工順序為：先施工7、8號墩“T”構，合攏第7、8孔;然后施工9號墩“T”構，合攏第9孔;然后施工10、11號墩“T”構，先合攏第12孔，再合攏第10、11孔。
(2)受力分析
分別對設計施工方案和施工單位方案進行對比分析，結果表明兩種方案下結構內力偏差很小，詳見表2.1。
(3)變形分析
通常對于懸澆結構在施工過程中出現的變形(撓度)可以采用設置預拱度的方式予以解決。通過預拱度的調整，即能保證橋梁順利合攏，達到理想的成橋狀態。
(4)處理措施
施工單位提出的方案不僅滿足了現場施工條件的要求，對結構受力和變形未產生不利影響，而且加快了施工進度，故可以采用。
2.2邊跨合攏束的張拉
(1)問題的提出
設計文件提供的邊跨合攏束張拉分為三次：先張拉兩束底板束;待中跨合攏后再張拉三束底板束和頂板束;解除臨時固結后再張拉兩束底板束。而施工單位為了盡快完成引橋預制箱梁的架設(影響主橋邊跨合攏束的張拉)，提出在中跨合攏前對邊跨剩余合攏束進行全部張拉。
(2)受力分析
對設計張拉順序和施工單位提出的張拉順序分別進行結構分析，詳見表2.2。按照設計的張拉順序，在橋墩底部不會產生較大的彎矩和拉應力。而按照施工單位的方案，橋墩底部彎矩和和拉應力均明顯增大，且超過了混凝土的抗拉強度設計值，將會導致橋墩底部開裂。
(3)變形分析
變形分析結果表明，如果按照施工單位的方案進行張拉，不僅使次邊跨懸臂端產生24mm的下撓，同時使邊跨合攏段產生反拱(向上)15mm。而此時次邊跨的另一個懸臂段已經澆筑完成，且線型變化已趨于穩定，由此將會導致次邊跨的合攏段出現較大的合攏誤差。同時由于已經合攏的邊跨產生了較大的變形，對后期鋪裝的施工也會造成很大的影響。
(4)處理措施
通過對兩種方案的分析比較，可見對于邊跨合攏束的張拉，必須按照設計文件的張拉順序進行張拉，施工單位的方案不可取。
2.3橋面系施工
(1)問題的提出
按照正常的施工順序，橋面系的施工一般是在上部結構全部合攏完成后進行，但為了加快施工進度，施工單位提出將先合攏的7、8孔橋面系完成，待第9、10、11、12孔合攏后再進行其橋面系施工。
(2)受力分析
考慮了以下三種方案：
①施工至8號墩0號塊段位置;
②施工至8號墩最大懸臂位置;
③施工至8號墩9號塊段(距離最大懸臂端8m)位置。
計算結果詳見表2.3-1和表2.3-2。
(4)處理措施
通過對三種方案的分析比較：
①方案一使結構負彎矩明顯增大，而且使結構產生較大的變形，故該方案不合適。
②方案二雖然未增大結構彎矩和應力，但是對結構變形產生了一定的影響，尤其對于第9孔合攏段的施工不利。
③方案三對結構彎矩和應力均未增大，雖然對第8孔合攏段的變形有一定的影響，但不會對8號墩懸臂端(第9孔合攏段)造成明顯影響，故此方案為最佳方案。
由此可見，橋面系的施工可以分段進行，但不能跟進太快，否則會對懸臂施工產生較大的內力和變形，影響結構受力和后期合攏段施工。
3 結語
通過對該橋出現的問題進行受力和變形分析，可見在橋梁施工過程中，合理的施工工序對于橋梁結構安全具有十分重要的意義，不能由于工期和施工進度等因素而犧牲施工質量。不同的施工工序可能會產生截然相反的結果，必須進行詳細的結構分析后進行判斷，否則，必將會對橋梁施工質量埋下隱患。
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