连续梁拱在施工集中荷载作用下的安全性分析

摘 要：随着城市道路的高速发展，现浇连续梁越来越多的应用到大跨度、多孔桥梁的设计之中，同时与既有道路的立体交叉也越来越多，这就要求在现浇连续梁的施工中既要保证既有道路的交通通畅和交通安全，又要兼顾现浇连续梁的施工安全，再加上现浇连续梁还要受到场地限制的制约，这就使得施工难度和施工风险大大提高。

关键词：连续梁拱；张拉；吊杆；现浇

在简单体系的拱桥中，桥面系是局部承力与传力结构，不考虑与主拱联合受力。简单体系拱是有推力拱，拱的水平推力直接由墩台或基础承受。在组合体系拱桥中，桥面系的纵梁与主拱圈共同受力，按照第一章的划分，无推力的组合体系拱归入墩支桥中，一般跨径也不大，本章不再介绍。刚架系杆拱桥面系也不参预主拱圈总体受力，这一点与简单体系拱相似，但在两拱脚之间用预应力系杆来平衡拱的恒载水平推力，在这一点上又类似于无推力的组合体系拱，它主要应用于钢管混凝土拱桥之中。

1 工程概述

宁波地铁2号线35+85+35m连续梁拱桥在里程SK26+834.059附近上跨东外环-宁镇公路互通立交，走行第四层。该立交是镇海进入宁波环城公路的主入口，位于甬江北岸，市区东部的东外环路和宁镇公路交汇处，南侧与明州大桥相连交通量非常大。该工程为双定向加双苜蓿叶扎到的3层全互通式立交，与地铁正交，共6幅桥，共宽约70m。东外环桥面相对地面标高14m，为满足桥下净空要求，35+85+35m连续梁拱桥墩高约21m。地铁采用35+85+35m连续梁拱一跨跨越互通立交。由于此连续梁结构形式复杂，建筑造型新颖独特，其大跨度、精确定位吊装及是施工过程的变形控制等给施工和安装过程增加了巨大难度，同时也给施工定位测量和变形偏差及施工过程控制带来了新挑战。

2 施工方案

预应力施工顺序：首先张拉相应预应力钢束X1～X4，及X5～X8的中跨段。为避免拱肋内混凝土重量通过临时支撑传递到中跨主梁上，应先拆除拱肋临时支撑，再浇注拱内混凝土。

浇筑两边跨纵梁，混凝土强度达到90%之后，先接长并张拉X5～X8，对称张拉相应预应力钢束F1～F6， 然后对称张拉T1～T4及横向预应力。

安装吊杆就位，依次从J1到J8（J1'到J7'）对称张拉吊杆，吊杆张拉应注意对称、均衡。根据施工监控指令对吊杆力进行调整。

3 产生原因

施工时由于拱肋存放过于集中，汽车吊荷载过大以及集中的跨中位置，拱肋安装后发现梁体跨中局部有变形现象，经现场监测发现梁体下部支撑体系及梁体都有不同程度的下挠。需对梁体结构的安全性重新评估。

4 梁体结构安全性计算分析

采用midas有限元分析软件进行建模。（吊车荷载+拱肋重+防护钢板）荷载共计400t，分布在梁面（6m×10m）的区域内，具体分布位置如图中位置。模型里一个中支点设纵向约束，其他支点纵向自由，所有支点自由转动。梁体与下部贝雷梁支撑体系采用只受压的弹性连接。每片贝雷梁的销接用梁段约束释放模拟，贝雷梁与横向工字钢、立柱共用一个节点。采用Midas/Civil程序，建立拱肋吊装施工时的模型，模型如下：

根据详细的现场调查，梁体顶、底板都未发现裂缝，证明梁体主应力满足要求。同时根据测量得到的数据及上述计算结果表明，梁体及支撑体系变形基本吻合。

5 吊杆施工时对连续梁拱的影响

根据已变形的梁体，采用midas有限元分析软件进行建模。主梁、拱肋采用梁单元模拟，吊杆采用只受拉的桁架单元模拟。

模型里一个中支点设纵向约束，其他支点纵向自由，所有支点自由转动。

模型温度荷载：结构整体升降温按±15℃计，主梁梯度温度按顶板升温8℃，降温5℃两种工况计，并考虑拱肋和主梁的温差及吊杆和主梁的温差。

5.1吊杆张拉施工时，梁移分析

刚性吊杆法的吊杆初张力根据第三方检测计算的初张力，具体为：

根据上述计算可知，在张拉 J4吊杆时，中跨梁体最大的位移最大，在该工况下，主梁最大压应力 -2.72mpa

5.2吊杆张拉施工时，吊杆应力分析

运营荷载下，吊杆最大轴力为1031.6KN，最大拉应力为391.8MPa，吊杆的设计强度为0.9*1860=1674MPa，因而吊杆的强度系数为4.27>2.5，满足规范要求。

6 结束语

可以看出：因不规范施工，导致主梁下缘拉应力过大，但能满足要求，考虑混凝土收缩徐变、温度等影响，防止下缘拉应力增大，从而导致开裂，需尽快进行体系转换施工。吊杆张拉时，梁体会产生向上的位移，最大发生在张拉 J4吊杆时，最大值达1.071mm，施工时应密切观察。

参考文献：

[1]大跨铁路连续梁拱组合桥梁空间受力性能分析

[2]大跨度钢管拱分段双肋整体吊装技术 付超 铁道建筑技术