譚咸松

【摘要】現(xiàn)澆連續(xù)混凝土箱梁在我國鐵路橋梁工程中的應(yīng)用越來越廣泛。在現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁的施工中，需要對支撐體系進(jìn)行受力分析，其中重點(diǎn)一個分析項目是支撐體系的變形。本文筆者將結(jié)合具體的南廣鐵路東山村2號橋施工實(shí)例，簡要探討連續(xù)箱梁現(xiàn)澆混凝土支撐體系變形分析，希望能對類似工程起到借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁；支撐體系；變形分析

1.引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁在我國鐵路工程建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛。一般情況下，在連續(xù)箱梁的施工中經(jīng)常采用支架法施工方式。在現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁的施工中，需要對支撐體系進(jìn)行受力分析，其中重點(diǎn)一個分析項目是支撐體系的變形。支撐體系的變形分析結(jié)果不僅關(guān)系到工程的施工質(zhì)量，同時還關(guān)系到施工的安全性。由于所采用的支撐形式多種多樣，因此支撐體系所采用的變形也有所不同。通過對支撐各個部分的變形分析，可以有效的明確支撐體系沉降的主要因素，從而驗(yàn)證支撐體系在具體工程中應(yīng)用的合理性。

2.工程概況

南廣鐵路東山村2號大橋總長663.8m，該橋的梁跨布置形式為6×32m三線連續(xù)箱梁（0#～6#）+1×32m三線簡支箱梁（6#～7#）+6×32m三線變寬連續(xù)箱梁（7#～13#）+1×32m雙線簡支箱梁（13#～14#）+6×32m雙線連續(xù)箱梁（14#～20#）以及7跨32m單線簡支箱梁。

東山村2號大橋0#臺～3#墩、3#墩～5#墩跨都云公路采用雙層軍用梁法施工，5#墩～6#墩三線連續(xù)現(xiàn)澆箱梁采用單層雙組貝雷梁法施工，7#～13#墩三線變寬連續(xù)現(xiàn)澆箱梁采用單層雙組貝雷梁法施工，14#墩～20#臺雙線連續(xù)現(xiàn)澆箱梁采用軍用梁法施工。

3.計算分析項目

本項目分別對東山村2號大橋的雙線軍用梁支架體系、跨都云高速路三線軍用梁支架體系、三線變寬段貝雷梁支架體系以及三線貝雷梁支架體系在施工荷載下結(jié)構(gòu)受力的變形進(jìn)行計算分析。由于東山村2號大橋橋梁跨數(shù)較多，而其混凝土澆筑的支架體系主要采用軍用梁、貝雷梁兩種支架體系，在計算中，選取兩跨之間有施工縫的典型梁段進(jìn)行分析。計算分析所選取的典型梁段為：對于雙線軍用梁支架體系選取了該橋16#墩～17#墩；三線變寬段貝雷梁支架體系選取了12#墩～13#墩；

如圖1所示，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)可以知道，連續(xù)梁濕接施工縫兩側(cè)的梁跨撓度可能過大，因此為了確?？缌旱木€形，分別設(shè)置了不同的支撐。

4.有限元計算分析模型

（1）雙線軍用梁支架體系（16#墩～17#墩）

根據(jù)施工方提供的支架布置方案，東山村2號大橋16#墩～17#墩支架體系布置如圖3所示，共設(shè)置4排鋼管柱，跨中布置兩排，兩排鋼管柱柱頂縱橋向擱置焊接工字鋼，在此工字鋼梁上再放置兩根焊接在一起的40b工字鋼作為軍用梁的跨中支點(diǎn)，以減小軍用梁在施工過程中產(chǎn)生的撓度。

利用通用有限元分析軟件sap2000建立該跨支架體系整體空間計算模型，模型包括鋼管柱、柱間支撐、柱頂橫梁、軍用梁、分配梁、方木、底模。利用Frame單元模擬鋼管柱、柱間支撐、柱頂橫梁、軍用梁、分配梁、方木；利用shell單元模擬底模。該模型共計7682個節(jié)點(diǎn)，15244個Frame單元，1472個shell單元。

（2）三線變寬段貝雷梁支架體系（12#墩～13#墩）

根據(jù)施工方提供的支架布置方案，東山村2號大橋12#墩～13#墩支架體系布置如圖2所示，共設(shè)置4排鋼管柱，跨中布置兩排，鋼管柱放置兩根焊接在一起的45a工字鋼作為貝雷梁的跨中支點(diǎn)，以減小貝雷梁在施工過程中產(chǎn)生的撓度。

該模型共計11316個節(jié)點(diǎn)，23671個Frame單元，4617個shell單元。

5.計算荷載

（1）雙線軍用梁支架體系（16#墩～17#墩）

雙線連續(xù)梁每跨梁體的自重900 t，模板和施工荷載90 t，總荷載取990t，按1.2倍計總荷載取1081t。

（2）三線變寬段貝雷梁支架體系（12#墩～13#墩）

三線加寬段梁體自重為1650T，三線標(biāo)準(zhǔn)段梁體一跨模板和施工荷載90T，總荷載取1740t，按1.2倍計總荷載取2088t。

6.支撐體系變形分析

（1）雙線軍用梁支架體系（16#墩～17#墩）

柱頂橫梁變形：本跨橋在跨中處在鋼管柱柱頂沿縱橋向布置雙工字鋼30作為縱梁，然后在縱梁上布置雙工字鋼40b橫梁作為軍用梁跨中支點(diǎn)。根據(jù)計算結(jié)果可以知道，鋼管柱頂橫梁雙工字鋼40b（橫橋向）最大變形為1.7mm，1.7/2500=1/1471<1/400，滿足要求。

軍用梁豎向變形：軍用梁在施工荷載作用下的最大的變形為10.1mm，撓跨比10.1/29000≈1/2871，滿足允許值1/400要求。

橫向分配梁：橫向分配梁節(jié)點(diǎn)最大豎向相對位移為1.63mm，說明分配梁變形很小，其剛度能滿足要求。分配梁的應(yīng)力比為0.30，滿足要求。

（2）三線變寬段貝雷梁支架體系（12#墩～13#墩）

柱頂橫梁變形：鋼管柱頂橫梁雙工字鋼45a最大變形為0.73mm。由于0.73/2400=1/3288<1/400，滿足剛度要求。

貝雷梁豎向變形：貝雷梁在施工荷載作用下的最大的變形為13.9mm，撓跨比13.9/29000≈1/2086，滿足允許值1/400要求。

橫向分配梁：橫向分配梁的節(jié)點(diǎn)最大豎向相對位移為0.12mm，說明分配梁變形很小，其剛度能滿足要求。分配梁的應(yīng)力比為0.14，滿足要求。

7.結(jié)語

針對當(dāng)前連續(xù)箱梁施工來說，其支撐體系對于箱梁施工的安全性等起著關(guān)鍵作用。因此，對箱梁施工時的支撐體系采取合理的變形分析，這不僅關(guān)系到工程的施工質(zhì)量，同時還關(guān)系到施工的安全性。本文針對不同支撐體系形式而展開探討，提出不同支撐體系的有限元分析模型，選取合理的荷載，對相應(yīng)的支撐體系變形結(jié)果分析。從支撐體系變形結(jié)果表明，本工程連續(xù)箱梁所選取的支撐體系形式可以滿足施工安全要求，可安全應(yīng)用到工程當(dāng)中。

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