來賓市紅水河二橋橋面部分提前施工的計(jì)算復(fù)核與若干建議 摘要：本文就廣西省來賓市紅水河二橋橋面部分提前施工進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算復(fù)核。結(jié)果表明，橋面部分的施工應(yīng)該嚴(yán)格按照傳統(tǒng)的施工順序進(jìn)行。如果在體系轉(zhuǎn)換完畢之前即進(jìn)行橋面部分施工，將影響成橋線型，也使得結(jié)構(gòu)內(nèi)力偏離設(shè)計(jì)期望，甚至將影響橋梁遠(yuǎn)期徐變和正常運(yùn)營。

關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)； 懸臂施工； 體系轉(zhuǎn)換； 橋面部分

Abstract: this paper guangxi laibin city two bridge deck in advance of hongshui river construction carried on the detailed calculation for review. The results show that the part of the bridge construction should be strictly according to the traditional construction sequence. If in the system that will convert before the bridge construction part will affect the linear bridge, also make the structural internal force deviating from the design expectations, even will affect long-term creep and bridge the normal operation.

Keywords: continuous rigid frame; Cantilever construction; System transformation; Bridge deck part

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 概述

廣西省來賓市紅水河二橋位于來賓市內(nèi)，北接興賓北路，南接規(guī)劃興賓南路，跨越北江路、紅水河、規(guī)劃濱河南路。主橋結(jié)構(gòu)體系為雙肢薄壁墩預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，其跨徑組合為110＋190＋110m。主橋橫截面為單箱單室斷面，根部梁高10.575m，跨中梁高為3.575m。紅水河二橋采用雙幅布置，單幅橋面寬13.75m（包括0.25m的現(xiàn)澆部分），沿縱橋向有對(duì)稱布置的3.2％的縱坡，橫橋向采用2％的橫坡。其主體結(jié)構(gòu)按照懸臂施工法施工。主橋立面布置如圖1。

圖1.紅水河二橋主橋立面布置圖(單位:cm)

紅水河二橋施工后期面臨著工期緊張的問題，為了保證按照原計(jì)劃順利通車，由施工方提議，在主橋合攏之前即進(jìn)行橋面鋪裝以及其它附屬設(shè)施施工。在最后一個(gè)梁段（21號(hào)塊）張拉之前，北岸3號(hào)墩已經(jīng)在零號(hào)塊對(duì)稱澆筑防撞墻，欄桿底梁和人行道路緣石等約80多米（橋面鋪裝并未施工，且4號(hào)墩并未

施工這些附屬設(shè)施）。

如果按照設(shè)計(jì)的施工步驟，應(yīng)該在主跨合攏之后，主跨底板預(yù)應(yīng)力張拉完畢之后再進(jìn)行橋面部分的施工�！豆�路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 041－2000）也明確規(guī)定：剛夠橋體系轉(zhuǎn)換應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工[1]。能否在主跨合攏之前即進(jìn)行橋面部分施工，提前施工橋面部分存在什么樣的危害，將是本文討論的問題。

2 計(jì)算分析

剛構(gòu)橋在合攏前后體系存在很大差別，也就是說結(jié)構(gòu)在相同的荷載下面有不同的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。這個(gè)結(jié)構(gòu)反應(yīng)主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力上面。下面按照5種可能的施工步驟進(jìn)行計(jì)算，并列出關(guān)鍵截面的應(yīng)力和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的位移結(jié)果。

按照施工方計(jì)劃的有可能進(jìn)行提前施工的方案，5種施工順序具體如下：

施工方式1：按照設(shè)計(jì)方提供的圖紙施工步驟施工成橋；

施工方式2：當(dāng)前在3號(hào)墩已經(jīng)在0號(hào)塊兩側(cè)對(duì)稱約澆筑80m防撞欄桿，欄桿底梁，以及路緣石，再也不進(jìn)行其它的任何附屬設(shè)施以及橋面鋪裝層施工，后面的二期恒載工程按照設(shè)計(jì)方提供的施工步驟進(jìn)行施工；

施工方式3：在邊跨，主跨合攏之前即進(jìn)行所有二期恒載施工；

施工方式4：邊跨已經(jīng)合攏，主跨勁性骨架鎖死，在0號(hào)塊兩側(cè)對(duì)稱施工100m防撞欄桿，欄桿底梁，路緣石以及8cm調(diào)平層；

施工方式5：邊跨已經(jīng)合攏，主跨尚未合攏，邊跨部分已完成橋面部分施工。

將上述5種施工順序用橋梁博士進(jìn)行計(jì)算，表1及表2分別列出了主橋關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)在不同施工順序情況下的位移比較以及關(guān)鍵截面的應(yīng)力比較。其中，以施工方式1的計(jì)算結(jié)果作為比較的標(biāo)準(zhǔn)。

表1. 主橋關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)在不同施工順序情況下的位移比較

項(xiàng)目

施工順序1 施工順序2 施工順序3 施工順序4 施工順序5

備注：最大雙懸臂狀態(tài)是指最后一個(gè)梁段（21號(hào)塊）施工完畢之后，T構(gòu)為最大雙懸臂狀態(tài)；主跨最大單懸臂狀態(tài)是指邊跨合攏完畢之后，主跨尚未合攏。誤差計(jì)算以施工方式1的計(jì)算結(jié)果作為比較的標(biāo)準(zhǔn)。

表2. 主橋關(guān)鍵截面在不同施工順序情況下的應(yīng)力比較

項(xiàng)目

施工順序1 施工順序2 施工順序3 施工順序4 施工順序5

通過比較可以得出以下結(jié)論：

1. 施工順序2對(duì)結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力影響比較小，其中應(yīng)力影響不超過

1.1％，位移影響不超過9.0％（在成橋時(shí)主跨21號(hào)塊前端節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的位移增量為-1mm）；

2. 按照施工方式3進(jìn)行施工，對(duì)梁體的線型以及應(yīng)力有很大的影響。其中位移誤差最大為371.1％（在成橋時(shí)主跨21號(hào)塊前端節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的位移增量為-3.9cm），應(yīng)力誤差超最大超過20％。因此這種施工順序?qū)�結(jié)構(gòu)最不利；

4. 施工方式4對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和位移影響很小，但是計(jì)算模型采用的是二期衡載在邊跨合攏之后，且主跨勁性骨架已經(jīng)鎖死的工況下加載的，與現(xiàn)場的施工順序肯定有一定的出入；

5. 按照施工方式5進(jìn)行施工，雖然對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力沒有較大的影響，對(duì)結(jié)構(gòu)的位移卻有很大的影響，成橋時(shí)刻主跨21號(hào)塊前端節(jié)點(diǎn)位移誤差達(dá)-85.5％。

對(duì)于施工方式4，若在實(shí)際施工的時(shí)候?qū)�勁性骨架鎖死，勁性骨架與合攏段箱梁截面相比，抗彎剛度要小得多，因此如果稍有不對(duì)稱施工或者其它因素的影響，將會(huì)使勁性骨架成為主橋上部結(jié)構(gòu)最薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，如同主橋箱梁在此形成一個(gè)活動(dòng)鉸節(jié)點(diǎn)，實(shí)際上是不可能鎖死的。因此，按照這種方式施工根本就不可行。

三．提前施工橋面部分對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

剛構(gòu)橋在懸臂施工時(shí)是一個(gè)靜定體系，在邊、主跨合攏之后便成一個(gè)多次超靜定體系了。那么在這個(gè)體系轉(zhuǎn)化之前即對(duì)結(jié)構(gòu)施加二期衡載，必然對(duì)結(jié)構(gòu)的撓度，應(yīng)力分布，以及后期的徐變有一定的影響。

1. 橋面部分雖然不是主要承重結(jié)構(gòu)，但它對(duì)橋梁功能的正常發(fā)揮，對(duì)主

要構(gòu)件的保護(hù)，對(duì)車輛行人的安全以及橋梁的美觀等都十分重要[2]。如果提前施工橋面部分，在張拉主跨底板束的時(shí)候由于梁體上拱，比較導(dǎo)致防撞欄以及橋面調(diào)平層開裂，這不僅影響結(jié)構(gòu)美觀，而且因此會(huì)滲水影響結(jié)構(gòu)的耐久性。

2. 使得結(jié)構(gòu)的撓度增大，影響成橋時(shí)梁體的線型。以施工方式1和施工方式3的位移計(jì)算結(jié)果作圖如圖1。由圖1可以看出，兩種施工方式使得邊跨合攏段處的累計(jì)位移差別很大，其中按照方式3施工是方式1施工的2.65倍。

圖2. 施工方式1、3的成橋累計(jì)位移比較

3. 影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，使得零號(hào)塊附近根部截面下緣壓應(yīng)力增大，上緣壓應(yīng)力減小。

這使得結(jié)構(gòu)成橋時(shí)的內(nèi)力分布偏離設(shè)計(jì)軌跡，影響橋梁的正常運(yùn)營，并影響后期徐變效應(yīng)，使得結(jié)構(gòu)后期下?lián)霞哟骩3]。由圖3可以看出，施工方式3與方式1相比，成橋時(shí)刻關(guān)鍵截面上緣壓應(yīng)力都減小，下緣壓應(yīng)力都增大，其中主跨跨中截面上緣壓應(yīng)力減小達(dá)1.95MPa，下緣壓應(yīng)力增大達(dá)2.4MPa；根部截面上緣壓應(yīng)力減小達(dá)1.1MPa，對(duì)應(yīng)的下緣壓應(yīng)力增大達(dá)0.97MPa。

4. 在主橋箱梁前幾個(gè)梁段，均存在不同程度的非受力裂縫，結(jié)構(gòu)的剛度有所降底。而本次計(jì)算模型中無法計(jì)及這些不利因素的影響，所得的結(jié)果是主橋箱梁完好理想狀態(tài)情況下的。如果提前施工二期衡載，將對(duì)結(jié)構(gòu)受力更不利。

圖3. 施工方式1、3的成橋應(yīng)力比較

四．結(jié)論與建議

（1）經(jīng)過計(jì)算復(fù)核，紅水河二橋在3號(hào)墩上已施工的80m防撞墻等附屬設(shè)施對(duì)結(jié)構(gòu)的變形和受力影響較小，可以不做處理，但應(yīng)該停止二期衡載工程的進(jìn)一步的施工；

（2）提前施工橋面部分將會(huì)使防撞欄以及橋面調(diào)平層開裂，這不僅影響結(jié)構(gòu)美觀，而且因此會(huì)滲水影響結(jié)構(gòu)的耐久性；將使得結(jié)構(gòu)的撓度增大，影響成橋時(shí)梁體的線型；影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，這使得結(jié)構(gòu)成橋時(shí)的內(nèi)力分布偏離設(shè)計(jì)軌跡，影響橋梁的正常運(yùn)營，并影響后期徐變效應(yīng)，使得結(jié)構(gòu)后期下?lián)霞哟螅?/p>

（3）橋面部分的施工應(yīng)該在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化完畢之后才可以進(jìn)行。在施工過程中應(yīng)該遵守施工順序，不可以隨意施工。

參考文獻(xiàn)

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注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。