先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁施工中的力學(xué)分析

1、先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁施工中的力學(xué)分析 【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，道路建設(shè)事業(yè)正在如火如荼的進(jìn)行，由于我國(guó)的地勢(shì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，多山地多河流，在修筑道路的過(guò)程中需要建筑橋梁。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，橋梁建設(shè)的施工技術(shù)需要不斷的創(chuàng)新和改革，先簡(jiǎn)支后連續(xù)的橋梁施工技術(shù)是近年來(lái)興起并迅速發(fā)展起來(lái)的新型橋梁結(jié)構(gòu)建筑體系。本文筆者結(jié)合自己的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)先簡(jiǎn)支后連續(xù)的橋梁施工技術(shù)的流程及施工過(guò)程中的力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行分析研究，進(jìn)而改進(jìn)橋梁施工技術(shù)，保障道路建設(shè)的施工技術(shù)，進(jìn)而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)區(qū)域化發(fā)展。 【關(guān)鍵詞】先簡(jiǎn)支后連續(xù)；橋梁施工；力學(xué)分析 傳統(tǒng)的橋梁修筑技術(shù)僅采用簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，但是簡(jiǎn)支梁上存在很多的伸縮縫，在行

2、車過(guò)程中，車輛的平穩(wěn)性和舒適性差，也很容易遭到損壞。有一些道路的橋梁采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，雖然保證了橋梁的行車平穩(wěn)性和舒適性，但在施工過(guò)程中，施工難度較高，施工成本比較大，所以在施工建設(shè)中得不到廣泛的推廣。先簡(jiǎn)支后連續(xù)的橋梁施工技術(shù)是在橋梁的施工現(xiàn)場(chǎng)先修建主梁，然后將跨梁吊裝放置在橋墩上，這樣就形成了簡(jiǎn)支梁，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土的方式進(jìn)行連接，最后對(duì)負(fù)彎矩區(qū)的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行拉伸1，將簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)成功轉(zhuǎn)化為連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，解決了簡(jiǎn)支梁的不穩(wěn)定性，減小了連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的施工壓力。 一、先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁概述 （一）先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁的一般類型 橋梁的修筑在公路和鐵路上都普遍存在，先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁作為一種新興的橋梁修筑

3、技術(shù)，具有以下幾種類型：普通橋面的連續(xù)，適用于跨度較小的橋梁施工；前面板的連續(xù)，將整個(gè)橋面板看作成為一個(gè)整體，受力作用更加合理；普通鋼筋的連續(xù)，多用于t型簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)橋梁；預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)橋梁，在負(fù)彎處增加預(yù)應(yīng)力，使橋面均勻受力，減小橋面壓力，避免橋面連續(xù)區(qū)的開裂；組合梁的連續(xù)，梁上是鋼筋混凝土，對(duì)于橋面的連續(xù)段，才用混凝土現(xiàn)澆，加固橋面與橋梁的連續(xù)穩(wěn)定性。 （二）先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁優(yōu)點(diǎn) 先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁充分發(fā)揮了簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)，避免并克服了其缺點(diǎn)，在施工過(guò)程中，采用是工廠內(nèi)的集中預(yù)制，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，在提高橋梁修建質(zhì)量的基礎(chǔ)上節(jié)省了人力以及物力的費(fèi)用，有效的節(jié)約橋梁修筑的成本；在施工過(guò)程中，大量采

4、用機(jī)器操作，保證了施工的建設(shè)質(zhì)量和施工的安全性；在操作技術(shù)上，采用連續(xù)受力，將用力的支點(diǎn)分散，減小了受力的高度，保障車輛在行駛過(guò)程中達(dá)到受力均勻，減小橋面坍塌的概率，增加橋梁的使用壽命；在修筑過(guò)程中，減少伸縮縫的數(shù)量，使梁間的縫隙間的壓力和張力都減小2，能夠使車輛在行駛過(guò)程中提高平穩(wěn)性和舒適性；在施工過(guò)程中，將程序分開，先修建簡(jiǎn)支，在進(jìn)行橋面的修筑，最后進(jìn)行混凝土的澆筑工作，分工明確，術(shù)業(yè)專攻，有利于增加施工速度，提高工程建設(shè)的效率。 （三）先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁施工的工序 先進(jìn)行t梁的制作，用鋼筋混凝土澆筑成橋梁，將橋梁進(jìn)行架構(gòu)，用混凝土對(duì)梁墩進(jìn)行澆筑，對(duì)橫隔板進(jìn)行銜接，對(duì)中墩頂?shù)膖梁負(fù)彎矩鋼束進(jìn)

5、行拉伸，使之形成比較完整連續(xù)的體系，對(duì)橋面進(jìn)行修筑，在橋面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑，待混凝土徹底凝固之后，在橋面兩側(cè)修建防護(hù)欄，澆筑瀝青混凝土，做好橋面混凝土凝結(jié)之前的保護(hù)工作，待混凝土凝固，進(jìn)行施工檢查，試運(yùn)營(yíng)之后，橋梁建筑工作完成。 二、先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁施工過(guò)程中的力學(xué)分析 先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁在施工前的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要有很專業(yè)的力學(xué)計(jì)算，通過(guò)測(cè)量計(jì)算，分析研究出該橋梁在建設(shè)過(guò)程中的橋梁結(jié)構(gòu)，并對(duì)該橋梁的力學(xué)進(jìn)行計(jì)算分析。在實(shí)際工作過(guò)程中，施工隊(duì)伍中往往缺乏比較專業(yè)的力學(xué)研究計(jì)算人員，在計(jì)算過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，使橋梁建設(shè)達(dá)不到最好的效果，影響工程建設(shè)和后期運(yùn)行工作，所以要做好橋梁施工的力學(xué)分析

6、，保障工程建設(shè)的順利進(jìn)行。筆者以30m的預(yù)應(yīng)力t梁五跨一聯(lián)橋梁的施工建設(shè)為例進(jìn)行施工力學(xué)計(jì)算： （一）計(jì)算并分析橋梁的有限元模型 通過(guò)對(duì)有限元模型進(jìn)行計(jì)算，采用橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件midas/civil進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算過(guò)程中，參考數(shù)據(jù)如下：混凝土的重力密度為=26.0km/m3，彈性模量ec=3.45104mpa，預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量ep=1.95105mpa，錨具變形、鋼筋回縮按每端6mm來(lái)計(jì)算，金屬波紋管偏差系數(shù)k=0.0015，在計(jì)算的過(guò)程中，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，按照施工階段進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算，建立起施工前的有限元模型3。 （二）對(duì)橋梁的內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算 在橋梁的梁體預(yù)制階段，其載重作用只有

7、重力，t梁負(fù)彎矩鋼束進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，梁體應(yīng)該上拱，一般在進(jìn)行施工過(guò)程中，都會(huì)設(shè)置反拱，在進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算時(shí)，不用考慮梁體的自身重量，橋梁中間的支柱布置距離應(yīng)該是均等的在計(jì)算過(guò)程中保持跨梁結(jié)構(gòu)的對(duì)稱，保證內(nèi)力圖的對(duì)稱；進(jìn)行梁體吊裝時(shí)，預(yù)應(yīng)力的內(nèi)力彎矩圖中應(yīng)設(shè)置成鋸齒狀已緩和變化，此時(shí)的彎矩是由預(yù)應(yīng)力引起的負(fù)彎矩減去重力引起的正彎矩而得到的。 在對(duì)梁墩頂進(jìn)行澆筑的過(guò)程中，內(nèi)力計(jì)算方式和內(nèi)力圖都不會(huì)發(fā)上改變，在進(jìn)行橋梁的連跨過(guò)程中，形成五聯(lián)一體的橋梁簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)此時(shí)，結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，所以負(fù)彎矩變小，在臨時(shí)支座處會(huì)產(chǎn)生較大的正彎矩。 在進(jìn)行橋面混凝土澆筑時(shí)，橋面的載重能力增加，預(yù)應(yīng)力梁體跨中的負(fù)彎矩減小，墩

8、頂?shù)恼龔澗販p小，相互抵消，在形成橋面之后，荷載能力和橋面的平穩(wěn)性會(huì)增加，保證汽車行駛的舒適性和安全性。 （三）橋體預(yù)應(yīng)力的計(jì)算 在橋梁的t梁下方具有較大的壓應(yīng)力儲(chǔ)備，在進(jìn)行橋面連續(xù)段澆筑的過(guò)程中產(chǎn)生的壓應(yīng)力比較小，所以該工程在是施工建設(shè)過(guò)程中，符合預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)理念。車輛在橋面的運(yùn)行過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力t梁的跨中會(huì)產(chǎn)生正彎矩4，在橋梁的截面下方就會(huì)受到一定的拉力作用，但是由于跨中的儲(chǔ)備壓應(yīng)力較大，所以能夠保證預(yù)應(yīng)力t梁下緣能有較好的受壓能力。同時(shí)，橋面車輛在運(yùn)行過(guò)程中，橋梁的支座會(huì)產(chǎn)生負(fù)彎矩，從而使截面下緣受到一定的壓力，但是支座處截面下緣的應(yīng)壓能力較小，通過(guò)壓力和拉力的疊加，從而保證橋面和截面的應(yīng)

9、壓力不超標(biāo)，使橋面車輛順利通過(guò)。 在進(jìn)行橋梁架構(gòu)受力計(jì)算的過(guò)程中，首先要了解橋梁的平衡荷載法，學(xué)會(huì)分析橋面的受力情況，根據(jù)內(nèi)外荷載的共同作用情況，在橋面施加一部分外部荷載進(jìn)而抵消一部分的荷載效果。在橋梁的預(yù)應(yīng)力方面，由于橋梁結(jié)構(gòu)自重而引起的連續(xù)橋梁彎矩與預(yù)應(yīng)力引起的彎矩力正好相反，但是預(yù)應(yīng)力所引起的彎矩力比較大，所以，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要考慮到彎矩力的平衡，進(jìn)而保障橋面車輛的正常通行，增加橋體和橋面的牢固性和穩(wěn)定性。 結(jié)束語(yǔ) 先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁是近年來(lái)剛興起的一種橋梁建筑結(jié)構(gòu)，在施工過(guò)程中，對(duì)設(shè)計(jì)施工技術(shù)的要求比較高，但是一旦經(jīng)過(guò)合理計(jì)算之后，施工過(guò)程形成一定的體系，就會(huì)縮短施工時(shí)間，提高工作效率，進(jìn)而保證連續(xù)橋梁的受力性能。在先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁的設(shè)計(jì)中，在跨中的正彎矩處配置相應(yīng)的正彎矩鋼束，在支座的負(fù)彎矩處應(yīng)該配置相應(yīng)的負(fù)彎矩鋼束，保障預(yù)應(yīng)力混凝土處于合理的受壓狀態(tài)，從而保障混凝土發(fā)揮材料的特性，增加橋體的受壓能力，保障橋體的牢固性，為我國(guó)公路和鐵路橋梁的建設(shè)提供技術(shù)支撐。 參考文獻(xiàn)： 1高武林，賀飛來(lái). 橋梁施工中先簡(jiǎn)支后連續(xù)技術(shù)研究j. 黑龍江交通科技，2013，