高铁连续桥梁支架施工预拱度研究

摘要：高铁作为国家快速发展而建筑的高效、快速的交通通道。其安全性是第一要考虑的。所以，在高铁连续桥梁支架施工的时候，要格外的注意预拱度的研究，绝对不可以忽视大意。大家也许对预拱度的概念有点陌生，预拱度是为了抵消梁、拱、桁架等结构再荷载作用下产生的挠度，而在施工或制造时所预留的与位移方向相反的校正量。当结构自重和汽车荷载（不计冲击力）产生的最大竖向挠度，不超过计算跨径的1/1600时，可不设预拱度，超过就要设置预拱度。预拱度的设置值为按结构自重和1/2可变荷载频值计算的长期挠度值和采用。可见，预拱度的设置对于桥梁有很重要的作用。

关键词：高铁连续桥梁支架施工预拱度

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

在高铁开始建筑的时候，我们就要考虑到高铁连续桥梁支架施工的预拱度设置问题。预拱度对于桥梁的重要性是不言而喻的，所以我们要正确的设置好预拱度。所有的工程建筑人员都知道，在支架受载后将产生弹性和非弹性变形，桥梁上部结构在自重作用下会产生挠度，为了保证桥梁竣工后尺寸的准确性，在施工时支架必须设置一定数量的预拱度。简单来讲，就是自重产生弯矩从而产生的挠度，为了抵消这部分挠度，和预应力混凝土的道理一样。可见，在高铁这样重要的工程当中，连续桥梁支架施工预拱度是多么的重要。本文就高铁连续桥梁支架施工预拱度进行研究。

工程现状

总体情况

当国家建设高铁的消息时，全国人民都很开心，但是对于工程人员来说，却没有办法那么乐观，因为这是一项比较艰难的工程，不仅科技含量高，而且技术难度很大，涉及的范围也相当的广泛，包括材料的应用，人员的选拔，图纸的计算，以及实地的考察等等。所以，高铁的建筑难度是相当大的，尤其是在高铁连续桥梁支架施工预拱度研究这一块，对于建筑行业而言，是一个不小的挑战。

实施现状

在现今的高铁连续桥梁支架施工预拱度设置当中，技术人员面对的问题比较多，而且需要综合考虑实际情况来施工，这就使得预拱度的设置成为了一个并不容易处理的问题。我们都知道，当自重产生弯矩从而产生挠度的时候，为了抵消这部分挠度，我们必须设置预拱度。这是对整座桥梁的一个重要保证，但是，在计算的时候，却不像谈论的那么简单，因为，对预拱度影响的因素比较多，需要经过实地考察才能确定主要因素和次要因素，然后再进行设置。因此，在工程现状当中，很要紧的一个情况就是实施起来比较困难。

研究现状

目前，国内和国外的公路、铁路桥梁大多数都采用各种形式的预应力混凝土悬臂梁、连续梁、T构及连续钢构。此类桥梁基本上都采用分节段悬臂施工。而对于悬臂施工来说，线形控制是关键内容之一。通过对预拱度的控制，使桥梁的最终成桥线形与设计线形一致，这就是线形控制的理想目标。但是，理想目标不等于现实目标，理论化的东西永远都要靠实践来检验，这样才能提炼出有实际作用的理论。在预拱度的研究现状中，有好几种计算方法，每一种方法有优势也有劣势。每一个工程师都知道，预拱度是根据结构施工过程中的挠度值来确定的。在悬臂现浇施工之前，准确计算各个施工的挠度值是计算预拱度的关键。挠度的计算方法主要有三种，一是相对挠度法，二是短线法，三是绝对挠度法。所以，在研究现状中，挠度的计算是比较复杂的。

预拱度的实际设置

挠度计算

在上文中我们说到，准确计算各个施工的挠度值是计算预拱度的关键。所以，在把握挠度计算的时候，要格外的注意。首先我们来说一下三种挠度计算法的具体方法。

1.相对挠度法：假定所有梁段模板一次全部立好（节段与节段间以切线相连），先归于以一条统一的基线（设计梁轴线）计算总挠度。

2.短线法：假定梁段立模前已经存在与相邻节段挠度相等的初挠度，节段挠度等于节段施工过程中产生挠度与极端初挠度之和。

3.绝对挠度法：相邻两节段的挠度互不相关，节段挠度就等于本节段施工过程中产生的挠度。

从三种挠度的计算方法中，我们可以很清晰的看到，在使用绝对挠度法极端挠度时，工程师可以直接将挠度表用作控制每一节段立模高程的依据。那么，也就是说，现场施工的技术人员就不用再另作预拱度计算的图标了。这样就加快了效率，同时也能保证预拱度的设置更加精确。因为，计算步骤的减少意味着出错概率的减低，所以，在设置预拱度的时候，要把出错概率降到最低，甚至是0错误。

实例借鉴

任何一项工程在施工的时候，如果有借鉴的例子是最好不过的了。因为有实际可以借鉴的例子时，我们可以把实例与现在将要进行的建筑进行对比，吸收优点，避免一些在施工当中的出现的错误，从而保证现在进行建筑的安全和质量。在这里，我们以京沪高铁，徐州――上海段跨嘉松北路的高架桥为例。借用这个实例，首先是因为，这也是一个高铁连续桥梁支架施工，其次是因为，这个工程预拱度的设置比较具有代表性。首先，我们分析一下，能够影响预拱度的因素，这座高铁连续桥梁是采用支架现浇法施工的预应力混凝土连续桥梁，所以，能够影响这座高铁连续桥梁预拱度的因素有：梁体自重、钢束预加力、混凝土的收缩和徐变以及支架的弹性变性（支架的塑性变形可以通过支架的预压消除），还有就是静活载等。通过研究和分析，对预拱度影响比较大的就是混凝土徐变和静活载，支架弹性变形，这三项。

1.支架弹性变形是与支架的形式有关，那么也就是说，这个数据一般是通过支架的预压实验获得的，而且可以直接作为预拱度的一部分。

2.混凝土徐变所引起的挠度，主要是取决于截面的应力梯度和混凝土的弹性模量。当应力梯度变大的时候，混凝土的弹性模量就会减小，二者是一种此消彼长的关系。所以，徐变引起的挠度也随之增大。

3.因为列车活载对整个的高铁桥梁变形具有一种不确定性，同时，京沪高铁的车速比较快，频次相对于其他列车也比较高，那么在列车动载的作用下的动挠度就会比静挠度大一些。所以，对于桥跨结构，我们应该分别通过剪力效应动力系数以及弯矩效应动力系数，来反应由于列车过桥时，桥梁的震动所引起挠度和应力较相同的静荷载作用时的挠度和应力增大的影响。

合理设置预拱度

在前文的理论知识和实例当中，我们可以很清晰的看到，预拱度对于高铁连续桥梁支架施工时是非常重要的，同时，影响预拱度的因素比较多，在计算的时候，挠度也是非常重要的一个环节，因此，我们必须保证预拱度设置的合理性，只有这样才能保证高铁连续桥梁建设的安全性和质量保证。在预拱度的设置当中，梁体自重、钢束预加力、混凝土徐变、支架弹性变形和静活载对混凝土连续梁的变形都是不容忽视的，要把这些当做重中之重来对待。再有就是挠度的计算，因为在计算当中，绝对不可以出现丝毫的差错，对于这样高精度的计算来说，差之毫厘，谬之千里。

总结：在高铁连续桥梁支架施工当中，预拱度所占有的地位是十分重要的。虽然，影响预拱度的因素很多，需要计算的东西也不少，但是不能因为困难，就马虎的对待，这样高精度的东西，对整座桥梁所影响的不是一点点，而是全部，在列车迅速的驶过桥梁的时候，如果因为预拱度设置的不正确，那么出现的事故会远远超过预期的想象，不仅如此，还会对社会造成巨大的恐慌。所以说，预拱度的设置对于高铁连续桥梁来说是安全的保证和质量的保证，同时对于使用高铁连续桥梁的广大人民来说，也是生命安全的保证。在设置预拱度的时候，除了要注意上述因素的影响以外，还要注意的就是反复的核查，因为对于高精度的东西来说，只计算一遍，是不行的，必须经过反复的核查、实验，在最后能够确保万无一失的情况下才能应用，这是对整座桥梁支架施工负责，也是对这个行业负责，更是对广大的人民群众负责，最后，要强调的就是，无论是主要影响因素还是次要影响因素，都要考虑，以防万一。

参考文献：

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[2]丁文胜;吕志涛;孟少平 混凝土收缩徐变预测模型的分析比较 [J] -桥梁建设2004(06)

[3]任玲玲.杨成斌.张伟 梁式桥预拱度曲线的拟合研究 [J] -工程与建设2010(4)