不同联长对大跨径连续刚构桥成桥预拱度设置影响

孙 龙 华

(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)

为了消除桥梁在施工及运营过程中主梁变形对桥梁的不利影响，桥梁施工过程中需要设置预拱度，桥梁预拱度包含两方面内容：施工预拱度和成桥预拱度，分别为抵消桥梁在施工过程中及成桥运营过程中的主梁变形而设置的预拱度。

合理的设置预拱度的前提是对主梁变形的准确把握。影响主梁变形的因素很多，混凝土自重、日照、温度变化、墩柱压缩、挂篮变形、预应力钢束张拉、混凝土收缩徐变等不确定因素均会对主梁产生挠度，影响桥梁各阶段预拱度的设置。这些因素可以依据现场测量结果，采用数学方法予以识别，并在计算模型中进行调整，以达到理论和实际结果的一致性。而桥梁的成桥预拱度除了受上述因素影响外，还与桥梁结构本身的特征有关。本文以实际桥梁为依托，分析不同联长对连续刚构桥成桥预拱度的影响。

1 依托工程简介

某大桥为高速公路桥梁，分左右幅，主桥为(80+4×150+80)m预应力混凝土连续刚构桥，主梁为直腹板变截面单箱单室箱梁，三向预应力混凝土结构。箱梁顶宽13 m，底宽7.0 m，悬臂长3 m；合龙段梁高3.5 m，顶、底板厚0.3 m，0号块中心高度9.0 m，底板厚1.5 m，从悬臂端到0号块梁高按h=3.5+5.5×(x/69)1.8变化，底板厚按h=0.3+0.7×(x/69)1.8变化。主墩采用薄壁空心墩，基础采用钻孔灌注桩。桥梁总体布置见图1。

2 不同联长的影响分析

以依托工程主桥为研究对象，在保持其他条件不变，将桥梁的主跨数在原桥6个主跨的基础上依次减少1跨，即分别建立4座连续刚构桥梁的仿真计算分析模型，其跨数依次为3～6，4座

连续刚构桥的联长分别为：310 m,460 m,610 m,760 m，各桥主跨均为150 m，边跨为80 m。

不考虑自然环境及桥梁自身预应力损失、刚度下降的影响，桥梁后期变形主要和混凝土收缩、徐变及车辆荷载的作用有关系。下面分别对不同联长的桥梁在混凝土收缩、混凝土徐变及车辆活载作用下的变形进行计算(混凝土收缩及徐变均考虑10年的时间)。

主梁变形结果见图2～图13，主梁关键断面挠度见表1～表4。

表1 各因素作用下三跨一联的主梁关键截面挠度

mm

表2 各因素作用下四跨一联的主梁关键截面挠度 mm

表3 各因素作用下五跨一联的主梁关键截面挠度 mm

表4 各因素作用下六跨一联的主梁关键截面挠度 mm

3 结语

从上述计算结果可知：

1)主梁的变形并不完全对称(尤其是在徐变作用下)，主要是由于各个桥墩的高度不同，抗推刚度有差异造成的；

2)除了最右侧主墩偏低，其他各主墩高度差别不大；在六跨一联的桥梁中，主梁的变形基本以桥梁中心成对称状态，表明随着联长的增加，两侧主墩的抗推刚度对主梁整体变形差异的影响效应在削弱；

3)不考虑主墩的变形，从三跨一联到五跨一联桥梁在收缩作用下中跨跨中的最大挠度有逐渐减小的趋势；

4)不考虑主墩的变形，在徐变的作用下，各桥主梁中跨出现上挠的趋势，边跨出现下挠的趋势，数值有逐渐减小趋缓的趋势；

5)在车辆荷载的作用下，从三跨一联到六跨一联，各桥主梁中跨跨中最大下挠值有逐渐增多的趋势，边跨挠度值基本保持不变。

连续刚构桥成桥运营过程中，在外荷载的作用下主梁会产生一定的变形，一旦变形过大不仅影响桥梁行车舒适性，同时还会导致主梁开裂，对桥梁结构的耐久性产生不利影响；为消除此类变形的不利影响，需要在桥梁施工过程中设置成桥预拱度。成桥预拱度的量值，不仅和桥梁主跨跨径及活载有关，同时还要考虑不同联长等因素，根据实际情况合理设置。

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