连续梁梁体徐变边跨

一、工程概况上部结构采用预应力混凝土变截面连续箱梁，为双幅结构。

单幅箱梁采用单箱单室截面，箱梁顶板宽11.99m，底板宽为6.99米，箱梁顶板设置1.5%的横坡。

边跨端部及中跨跨中梁高均为2.0m（以梁体中心线为准），箱梁根部梁高为4.0米，梁高从2.0m到箱梁根部按1.5次抛物线规律变化；边跨端部及中跨跨中底板厚度为0.25米，箱梁悬臂根部底板厚度为0.6米，箱梁底板厚度从2.0m到悬臂根部按1.5次抛物线规律变化。

箱梁腹板在3.5m长度内由0.45米直线变化至0.6米。

桥台采用重力式U型桥台，桥台与道路中心线正交布置。

桥台扩大基础应嵌入中风化岩面不少于0.5m，同时应满足基底持力层抗压承载力要求，桩基础应嵌入中风化岩层长度不小与2.5倍桩径，桥台台身采用C25片石混凝土浇筑，台帽混凝土采用C30钢筋混凝土。

台后的填料采用压实度不小于96%的砂卵石，回填时应预设隔水层或排水盲沟。

桥墩均采用钢筋混凝土八棱形截面，基础采用桩基接承台。

桥墩墩身截面为3.5×2.0m，截面四角对应切除70×50cm倒角。

墩顶设盖梁，桥墩盖梁尺寸为 6.99m(长)×2.4m(宽)×2.6m(高)，承台尺寸为8.4m(长)×3.4m(宽)×2.5m。

每个承台接两根直径2.0m的桩基。

所有的桩基础均采用嵌岩桩，用人工挖孔成桩。

桩基础应嵌入完整的中风化岩面不少于3倍桩径，并要求嵌岩岩石襟边宽度大于3.0m，同时应满足基底持力层岩石抗压强度要求。

桥型布置见图1 桥型立面布置图。

图1 桥型立面布置图二、主要技术标准汽车荷载：公路－I级。

人群荷载：3.5 KN/m2。

2.4.桥梁宽度：2.5. 纵坡、横坡：三、设计规范3.1.《城市桥梁设计准则》（CJJ11—93）。

3.2.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）。

3.3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）。

20 mm［1］。本桥计算时， 支点不均匀沉降差按 20 mm 考虑， 进行了包络设计， 通过调整预应力钢束的布置， 使梁体上、 下缘受力更加均衡， 从而减小上、 下缘的恒 载应力差 （ 本桥箱梁上下缘应力差控制在 5 MPa 以 下） ， 梁体在恒载作用下， 趋近于轴压状态， 因此减小 梁体后期徐变。预应力混凝土梁的工后徐变是与时间 密切相关的， 控制二期恒载施工时间， 减小梁体的工后 徐变也是非常有必要的。运营三年后徐变残余值中跨 为 2． 0 mm （ 向下 ） ， 边跨为 9． 5 mm （ 向下 ） ， 主梁工后 徐变残余值满足规范要求。 连续梁 桥 虽 然 具 有 整 体 性 好、 刚 度 大、 梁 缝 少、 变形小、 轨道平顺等优点， 但是对于墩台基础不均匀沉 降具有较强的敏感性， 相邻桥墩不均匀沉降若超过限 值， 还将引起支座反力变化及梁体内力重分配等问题 ， 严重的会造成梁体损坏。本桥在运营三年后主墩与边 墩不均匀沉降达到 43 mm， 远超出现行规范 5 mm 的 限值。
建成运营后的铁路由于受周边环境变 的不均匀沉降， 化的影响， 往往会出现超出设计考虑的不均匀沉降值 。 本工点由于受到周边工厂内打井抽水影响 ， 连续梁范 围内桥墩出现了超出规范和设计要求的不均匀沉降 量。以边墩 1 为基准， 近期的测量结果表明， 边墩 2 与 相邻主墩 2 的不均匀沉降值达到了 43 mm， 桥梁沉降 趋势向着一个方向， 且边墩 2 沉降较大。初步分析， 边 墩 2 位于降水沉降漏斗中心较近， 其桩长比相邻主墩 桩长短 15 m， 浅井降水对其影响程度大于相邻主墩， 故出现了较大的不均匀沉降。历次的测量结果表明不 均匀沉降还在持续发展， 未趋收敛。对此 单位：cm）
沉降适应性分析
大跨度连续梁结构设计本身虽然考虑了 20 mm

文章编号:1001-4373(2003)03-0070-03大跨度混凝土桥梁施工过程中的徐变变形研究Ξ杨凤莲,　王根会(兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州　730070)摘　要:大跨度混凝土桥梁在无支架施工过程中混凝土徐变变形量较大,对桥梁的合拢精度及成桥后的线形有着重要影响.对无支架施工时大跨度混凝土桥梁的徐变机理及徐变量计算方法进行了研究.并以某在建实桥为例,利用两种计算方法,追踪工程进度,对各个施工块的徐变变形量进行了模拟计算,得出了几条对施工监控有意义的结论.关键词:徐变;无支架施工;大跨度混凝土桥梁中图分类号:U443.3 文献标识码:A 混凝土徐变是依赖于荷载且与时间有关的一种非弹性性质的变形.对于大跨度混凝土桥梁,徐变为主要变形之一,在总的变形量中占有较大的比例,一般为弹性变形的1～3倍.无支架施工法是现代建造大跨度混凝土桥梁上部结构的一种主要施工方法,其主要工艺过程为先从墩顶开始立模灌注0#段梁体,待混凝土达到要求强度后,再从0#块的两侧采用挂篮平衡悬臂灌注或拼装梁段形成T 构直到跨中合拢.由于无支架施工过程中已施工完梁块随着施工的进展其所受荷载不断变化,因而混凝土徐变速度不断变化;同时,施工时混凝土的龄期较短,属于初龄期阶段,受荷后混凝土徐变发展很快,对于大跨度混凝土桥梁结构,这种变形尤为显著,因而对大跨度混凝土桥梁施工过程中徐变影响进行研究,对保证桥梁合拢精度、确保建成后桥梁线形及内力满足设计要求具有非常重要的意义.本文针对无支架施工的特点,研究了两种计算徐变变形的常用方法,并以某在建大跨度预应力混凝土实桥为例,在综合考虑了施工过程中混凝土龄期、结构自重、预应力作用对徐变的影响之后,对T 构施工阶段各个施工块的徐变变形量进行了计算,并给出了该桥梁2#墩3#梁块及7#梁块从其开始加载到悬臂施工完成后徐变值随荷载和时间的变化曲线,得出对施工监控有意义的结论.1　徐变计算方法目前,徐变计算方法是有效模量法、老化理论、弹性徐变理论、继效流动理论及1978年国际预应力协会(FIP )关于混凝土徐变系数计算《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(J TJ 023—85)[2,3]等,其中最常用的有老化理论和现行设计规范的方法.这两种方法综合考虑了影响混凝土徐变和收缩的主要因素,如空气相对湿度、水泥品种、混凝土成分、加载龄期和构件厚度等.1.1　老化理论老化理论的基本假定是:不同加载龄期τ的混凝土徐变曲线在任意时刻t (t >τ)徐变增长率都相同.老化理论比较符合混凝土初期加载的情况.利用老化理论,加载龄期为τ时的混凝土徐变曲线函数式为φ(t ,τ)=φk ,τ[1-e -β(t -τ)](1)式中:φk ,τ为加载龄期为τ时的混凝土徐变终极值;β为徐变增长速度系数.1.2　规范公式根据文献[4]的规定,混凝土的徐变系数可按下列公式计算:φ(t ,τ)=βa (τ)+0.4βd (t -τ)+φf (βf (t )-βf (τ))(2)Ξ收稿日期:2003-03-03基金项目:甘肃省建设厅资助项目(J Y200122).作者简介:杨凤莲(1976-),女,河南虞城人,硕士研究生.第22卷　第3期2003年6月兰州铁道学院学报(自然科学版)JOURNAL OF LANZHOU RAIL WAY UNIVERSITY (Natural Sciences )Vol.22No.3J une.2003βa (τ)=0.81-RτR∞式中:t,τ分别为所要求的徐变系数的混凝土龄期和混凝土加载龄期;βa(τ)为加载初期不可恢复的变形;βd(t-τ)为随时间而增长的滞后弹性应变;φf为流塑系数;βf(t),βf(τ)分别为随混凝土龄期而增长的滞后塑性应变.长期荷载作用下构件的挠度值,可按该荷载的初始弹性挠度乘以(1+φ(t,τ))求得,φ(t,τ)为徐变系数.其中徐变量为初始弹性挠度乘以φ(t,τ)求得.1.3　悬臂施工时混凝土徐变变形量的计算采用悬臂施工方法施工的连续梁桥中,在计算悬臂施工过程中的结构徐变变形时,既要考虑施工阶段各种外荷载条件,又要考虑各梁段逐节施工时混凝土加载龄期的差异.假如第i块梁在t时刻的徐变量记为δi(t),进行第j(i=1,2,3,…,j=i+1, i+2,i+3,…)步施工时,在第i块梁上引起的弹性挠度及应力分别为δh(j),σh(j),该步施工对第i 块梁的加载龄期为τ(j),引起第i块梁在t时刻的徐变系数为φ(t,τ(j)),在计算中必须根据不同施工阶段的荷载条件,考虑混凝土龄期差异,对悬臂结构分段计算δh(j)与φ(t,τ(j)),然后再相乘累加求得结构的徐变变形.则有以下关系:δi (t)=∑i+nj=i+1δh(j)φ(t,τ(j))(3)式中:n为继第i块梁施工完毕到计算梁段施工结束的施工阶段数.应用老化理论对悬臂施工各个梁段的徐变变形量进行计算时,在加载初期,考虑了混凝土龄期与加载龄期对徐变系数的影响.随着龄期的增长,徐变系数φ(t,τ)很快趋近于徐变终极值φk,τ;应用规范公式对其进行计算时,徐变系数φ(t,τ)根据施工梁段的实际龄期进行计算.2　算例2.1　工程背景某在建三跨混凝土连续梁桥上部结构形式为75 m+110m+75m,桥面总宽19m.主梁梁体截面采用单箱单室大悬臂截面,主梁顶板宽17.0m,厚0.3 m,底板宽9.0m,厚度由1.6m(支座截面)变化到0.3m(各跨跨中截面),梁高由5.8m(支座截面)变化到2.8m(各跨跨中截面),梁体下缘沿纵向按二次抛物线规律变化.箱梁各部分结构为C50混凝土.采用无支架法(挂篮)施工.2.2　计算模型根据结构的具体情况,本次采用有限元法进行计算,单元形式采用平面梁单元,除合拢段每一施工段取为1个梁单元外,其余每一施工段(包括0#块)均划分为2个梁单元.各个单元的截面特性根据设计资料的实际尺寸进行计算.合拢前,计算模型为“T”构,边跨合拢后,计算模型为外伸梁,全桥合拢后,计算模型为连续梁.“T”构时,根据施工阶段实际的进行来模拟,即每一个对称悬浇段(挂篮施工)为一“T”构计算模型,到合拢前最后一个施工段时,共划分55个节点、54个梁单元.全桥合拢体系转换完成后,共划分134个节点、133个梁单元.本次采用标准程序和自编程序相结合的方法进行计算.标准程序为国际大型通用有限元数值模拟软件AN2 SYS程序,主要用来进行结构计算.自编程序为XC J S.FOR,主要用来进行截面特性计算、预应力损失计算、混凝土收缩徐变计算、内力与变形组合和应力应变计算等.施工过程中结构的荷载组合根据每一施工阶段的实际情况进行叠加.2.3　计算结果利用两种方法计算3#梁块及7#梁块在悬臂施工不同阶段的徐变量.各梁块挂篮施工周期为13d,前一梁块拆模完毕后即张拉预应力束,各个梁块受载时的龄期起算点为预应力钢筋束张拉的时刻.用老化理论计算时,由于各梁块施工时间相差不长,梁块的各加载龄期相差不大,所以,各加载龄期的混凝土徐变终极值可认为相同,这里取为2,徐变增长速度系数根据文献[2,3]取为3,用规范公式计算时,各个参数依据文献[4]和工程进度安排进行取值.按老化理论和规范方法计算的3#梁块徐变量随时间的变化曲线如图1所示,按老化理论和规范方法计算的7#梁块徐变量随时间的变化曲线如图2所示(变形量以向下为正).2.4　结果分析根据图1,2的计算结果可以得出:老化理论计算值和规范方法计算值相比偏大,如对3#梁块,当混凝土龄期同为46d时,应用规范方法和老化理论计算的徐变总量分别为0.067mm和0.4mm.当混凝土龄期同为98d时,应用规范方法和老化理论计算的徐变总量分别为1.394mm和5.6mm.其计算值分别相差6倍和4倍.对7#梁块,当混凝土龄期同为46d时,应用规范方法和老化理论计算的徐变总量分别为7.347mm和21.4mm.其计算值相差2.9倍.其原因为:应用老化理论,在较短的龄期之17第3期杨凤莲等:大跨度混凝土桥梁施工过程中的徐变变形研究图1　3#梁块徐变量随时间的变化曲线图2　7#梁块徐变量随时间的变化曲线后,各个施工阶段的徐变系数趋于徐变系数终极值,意味着各施工阶段的徐变量趋于该阶段荷载作用下的终极徐变量,趋于混凝土梁块在该阶段荷载作用下最大的徐变量.当所计算混凝土梁块为初期加载或龄期较长时,可以获得比较趋于真实的结果;老化理论方法计算步骤简单,在满足其适用条件时,不失为一种好的计算方法,而对于本例,则不适合.规范上的方法反映了混凝土滞后弹性性质以及加载初期不可恢复的变形性质,是与混凝土龄期和加载龄期有关的一种对各种受载情况普遍适用的公式,所以本例应以规范方法计算结果为准.3　结束语1)大跨度混凝桥梁施工过程中徐变挠度较大,对其进行施工监控时,应予以重视.2)对同一混凝土梁块,在相同龄期时,其所受荷载越大,徐变越大.3)由于混凝土的徐变与其龄期和所受荷载有直接关系,故在对其进行施工监控时,监控单位应和施工单位紧密配合,当施工进度和施工方法发生改变时,必须及时对各个施工块的徐变量进行调整,以保证合拢精度和成桥后线形满足设计要求.参考文献:[1]　范立础.预应力混凝土连续梁桥[M ].北京:人民交通出版社,2001.[2]　惠荣炎,黄国兴,易冰若.混凝土的徐变[M ].北京:中国铁道出版社,1988.[3]　周　履,陈永春.收缩徐变[M ].北京:中国铁道出版社,1994.[4]　J TJ 023—85,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].The Study of Creep Deformation During the Construction ofLong 2Span Concrete B ridge without B racketYang Fenglian ,　Wang G enhui(Civil Engineering College ,Lanzhou Jiaotong University ,Lanzhou 730070,China )Abstract :Concrete creeps much during the construction of long 2span concrete bridge without bracket ,which is significant for the accuration of girder closure and the girder linetype of the finished bridge.The paper studies the creep principle during the construction of long 2span concrete bridge without bracket and the method of creeping calculation ,taking an actual bridge being constructed for example ,uses two calculation methods ,traces the engi 2neering progress ,simulates the construction of the girder and calculated the creep of every section of girder ,and draws several conclusions which have instructive significance to construction and control system.K ey w ords :creep ;construction without bracket ;long 2span concrete bridge27兰州铁道学院学报(自然科学版)第22卷。

48m以上连续梁施工技术一、前期准备工作1、资料收集与现场复核在连续梁开始施工之前两个月，应结合现场的实际情况和下构的施工组织方案，收集设计图资料、相关规范和技术指南资料，收集预定合拢时间的当地气温资料，并对施工图进行复核。

设计提供的资料距我们进场有一定的时间，并且在施工的过程中实际情况会有一定的变化，而且其资料也不一定完善，因此对其进行复核也是必须的。

在连续梁开始施工之前两个月以上，就必须进行混凝土配合比试验，确定0号段和边跨梁段所使用的托架、悬臂灌注梁段所使用的挂篮，确定支座、钢绞线、锚具、精扎螺纹钢等主要材料的供应并提前进场进行试验，确定水平运输设备、垂直运输设备、张拉机具和压浆设备。

对已施工完成的墩台平面位置和标高、支座锚栓孔进行复核，对平面控制点、水准点进行复核。

2、分解工期根据工期要求、水中连续梁桥或岸上连续梁桥并结合现场的实际情况，制定出便道或栈桥（浮桥）、材料运输、吊装方式、施工人员交通、混凝土的泵送方式、电力供应、托架制作安装、挂篮制作安装和试压等各项细部施工方案和施工措施。

施工方案和施工措施的制定是和工期要求紧密结合的，针对不同的合同工期要求，我们结合经济成本考虑而制定不同的施工方案；同时根据我们在下构施工中掌握的现场资料，对于不同的水文地质情况，在现有的机械设备和各种周转材料的基础上，有针对性地进行不同的施工方案设计。

因此我们要把工期和现场实际情况紧密结合起来，制定出既能满足工期要求，同时又要符合现场情况，在保证安全质量的前提下经济成本最低的施工方案。

目前国家大型铁路建设一般工期要求都比较紧，在这种情况下，我们要以工期为中心，展开施工组织方案的设计。

二、总体施工方案的确定1、运输、吊装方式在陆地上施工连续梁时，材料的水平运输可直接使用汽车运输，垂直运输可采用汽吊或塔吊；混凝土运输可采用汽车泵或地泵。

在不通航的内陆湖泊、水库等水深较浅、水中墩不多时，下构施工一般已直接采用填砂筑岛作为施工平台，各墩之间直接填筑砂石拉通作为运输通道。