王 紅 力， 李 鵬 俊

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

韓灘雙島大橋位于金堂縣中河、北河、毗河三江匯口上游約600 m處，跨越韓灘雙島，線路呈東西走向，起于金堂縣韓灘路與趙楊路交叉口附近，沿趙楊路向東上跨新龍路、毗河、中河、北河、公園路，止于規(guī)劃路路口。工程樁號范圍為K0+240～K1+884，全長1 644 m，其中橋梁全長1 297 m，擬建橋梁主橋?yàn)?15 m+430 m+215 m斜拉橋，橋面寬38 m；引橋采用等高預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為40 m、50 m，標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)挒?2.5 m，36 m。主橋面積為32 680 m2，引橋面積為14 600 m2，人行天橋面積約為1 140 m2。其中東岸引橋?yàn)椋?25+2×50+44)m、(35+2×50+34)m及(30+40+30)m，西岸引橋?yàn)椋?×40 m。兩岸引橋均為等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，橫橋向雙幅布置。由于連續(xù)梁各跨的跨徑增加，使用年限變多，通車后將作為金堂縣的關(guān)鍵交通樞紐，車輛超重現(xiàn)象等一些客觀原因不可避免，進(jìn)而將導(dǎo)致連續(xù)梁梁體在成橋后跨中出現(xiàn)各種程度的下?lián)闲巫儭Ｒ虼?，只有在施工過程中設(shè)置合理的預(yù)拱度,才能使連續(xù)梁的上部結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷施工中重復(fù)發(fā)生的朝上或朝下的施工工藝以及韓灘雙島大橋在運(yùn)營一段時(shí)間后達(dá)到實(shí)際需要的連續(xù)梁線形[1]。連續(xù)梁在施工過程中，由于混凝土彈性形變量的實(shí)際測量值與理論值存在一定程度的差異，混凝土自身的實(shí)際重量與理論重量的取值存在一定程度的差值、混凝土的收縮徐變以及施工環(huán)境的溫度與理論計(jì)算值存在一定的差距等一系列原因?qū)е逻B續(xù)梁在混凝土澆筑完成后的線形與設(shè)計(jì)給出的理論線形發(fā)生一定程度的偏差，因此，為了保證完工后的工程滿足設(shè)計(jì)線形的要求，就必須在連續(xù)梁施工過程中對連續(xù)梁的支架高程進(jìn)行有效的控制，從而達(dá)到最佳的成橋效果，預(yù)拱度的設(shè)置就顯得十分必要。

2 連續(xù)梁梁體預(yù)拱度的設(shè)置與研究

2.1 連續(xù)梁梁體預(yù)拱度的分類及設(shè)置

根據(jù)連續(xù)梁梁體結(jié)構(gòu)的形變性質(zhì)和時(shí)間的不同，連續(xù)梁預(yù)拱度的設(shè)置可以分為成橋預(yù)拱度和施工預(yù)拱度。成橋預(yù)拱度的設(shè)置主要是為了消除后期運(yùn)營過程中的收縮徐變、后期預(yù)應(yīng)力的損失、活載變形等。施工預(yù)拱度的設(shè)置主要是為了消除施工過程中各種荷載對線形的影響。從目前來看，對于橋梁預(yù)拱度設(shè)置的需求，通常預(yù)拱度的設(shè)置方法是連續(xù)剛構(gòu)橋線形控制方法與研究[2]和橋梁施工質(zhì)量控制及安全管理技術(shù)[3]：全部的恒載力和其中一小部分的活載力所產(chǎn)生的豎向撓度數(shù)值即為施工過程中所需要設(shè)置的最大預(yù)拱度值，設(shè)置在連續(xù)梁每一跨的中間位置且向連續(xù)梁的每一跨的兩邊逐漸變小，一直到橋墩處變?yōu)樽钚≈?，按照現(xiàn)場施工需求分配合適的預(yù)拱度。

2.2 預(yù)拱度的設(shè)置及分析

筆者介紹了目前連續(xù)梁成橋預(yù)拱度設(shè)置的常見方法：經(jīng)驗(yàn)曲線分配法和公式算法。

(1)經(jīng)驗(yàn)曲線分配法。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)資料表明：連續(xù)梁的最大預(yù)拱度在通常情況下取在L/2 000～L/1 000之間。相關(guān)計(jì)算結(jié)果顯示，彈性形變在連續(xù)梁中跨四分之一處產(chǎn)生的變形約為連續(xù)梁橋跨中的一半；在采用二次拋物線分配合理的預(yù)拱度時(shí)，連續(xù)梁跨中和L/4 處的預(yù)拱度比值為四分之三，和簡支梁的計(jì)算結(jié)果剛好一樣，但是與連續(xù)剛構(gòu)橋的理論預(yù)拱度有一定的差異。因此，應(yīng)該按照余弦曲線分配合理的預(yù)拱度。其原因?yàn)椋孩儆嘞仪€在連續(xù)梁橋墩的頂部為兩條曲線相接處，斜率為零；②余弦曲線在L/4 處需要設(shè)置的預(yù)拱度是該梁段跨中最大預(yù)拱度的二分之一，連續(xù)梁中跨成橋預(yù)拱度的余弦曲線方程如下。

式中L為中跨跨徑；fcs值為中跨跨中成橋預(yù)拱度。

連續(xù)梁邊跨預(yù)拱度的設(shè)置：從以往經(jīng)驗(yàn)看，一般邊跨最大預(yù)拱度發(fā)生在邊跨的最中間處，即邊跨的跨中；邊跨最大預(yù)拱度的數(shù)值一般是整個連續(xù)梁最大預(yù)拱度的四分之一。剛構(gòu)橋的梁體是固定的，由變形控制可知：轉(zhuǎn)角的位移造成連續(xù)梁的跨中下?lián)?、邊跨上撓。所以，連續(xù)梁的邊跨預(yù)拱度基本上都設(shè)置的比較小。但是，在現(xiàn)階段施工條件下，通常采用的是連續(xù)梁中跨合龍之前梁體壓重或頂推的方式，使橋墩的墩頂在成橋之前就有一定的向連續(xù)梁邊跨的預(yù)設(shè)置偏移量。 由此可見，連續(xù)梁的邊跨可以按照理論計(jì)算的預(yù)拱度值再結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)設(shè)置合理的預(yù)拱度。

(2)公式計(jì)算法。

式中α為預(yù)拱度設(shè)置過程中的固定系數(shù)，需按目前長度相近橋梁的實(shí)際下?lián)锨闆r確定；d1為連續(xù)梁完工5 a后混凝土徐變的撓度值；d2為實(shí)際活載撓度值。按照上式計(jì)算預(yù)拱度時(shí)，活載力的計(jì)算可在連續(xù)梁的收縮徐變階段(成橋后5 a)再后加一個階段,將按照相關(guān)規(guī)范對應(yīng)的車道荷載進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，并且單獨(dú)分離出計(jì)算結(jié)果乘以二分之一的系數(shù)。

3 結(jié)論及建議

由以上分析可知：連續(xù)梁在澆筑每一跨的過程中，需要控制支架的高程，同橋梁完工時(shí)每一節(jié)梁段高程之間的差值為施工過程的預(yù)拱度，再加上各個連續(xù)梁澆筑每一跨的梁體所發(fā)生的形變之和；而成橋預(yù)拱度值是連續(xù)梁完工后連續(xù)梁的每一跨梁體的實(shí)際高程和理論高程之間的差值。 施工過程中影響預(yù)拱度的因素有三點(diǎn)：連續(xù)梁的梁體自重、掛籃的本身重量、預(yù)應(yīng)力帶來的影響，其中預(yù)應(yīng)力的大小會隨著施工工藝的不同和時(shí)間的流逝對已經(jīng)完工的的連續(xù)梁產(chǎn)生一定程度的變化。預(yù)拱度的設(shè)置通常使用兩種方法，連續(xù)梁的最大預(yù)拱度數(shù)值都是以施工經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)確定的，公式算法中的固定系數(shù)α同樣是按照經(jīng)驗(yàn)確定的[4]。采用等高預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁預(yù)拱度設(shè)置的絕對撓度法[5]與公式算法中采用分配曲線計(jì)算即可以得到相應(yīng)的曲線。自然環(huán)境溫度引起變化、梁體自身預(yù)應(yīng)力的損失和車輛在行駛過程中對連續(xù)梁完工后的預(yù)拱度的影響值可以通過準(zhǔn)確的計(jì)算得到。連續(xù)梁成橋預(yù)拱度的主要影響原因是后期混凝土徐變造成的影響。但是，混凝土的徐變對連續(xù)梁梁體成橋后的具體影響程度還沒有得到十分科學(xué)的理論依據(jù)，再加上運(yùn)營過程中的幾何非線性變化和徐變的撓度中

的偶然現(xiàn)象很多，因此，目前設(shè)置連續(xù)梁預(yù)拱度的方法一般都是根據(jù)跨度、長度相近橋梁的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)確定，這樣看來，為連續(xù)梁設(shè)置適當(dāng)?shù)念A(yù)拱度對橋梁完工后的合理受力以及安全使用就顯得十分重要。