预应力混凝土连续梁桥最终体系转换工序倒置影响分析

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发布时间：2021-09-04

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预应力混凝土连续梁桥最终体系转换工序倒置影响分析
谭庆波胡广周
（中交四航局第二工程有限公司广州510600）
摘要：在采用悬臂施工的预应力混凝土连续梁桥的最终体系转换阶段，现场人员容易忽略拆除临时支座再张拉剩余预应力
索的两关键工况的先后顺序。文中以某常见的变截面预应力混凝土连续箱梁桥为例，采取有限元软件MIDAS CIVIL 分别计算了
工序倒置后对成桥线形、应力分布和预应力损失的影响，结果表明对应力分布影响较大，易造成局部拉裂，应引起高度重视。
关键词：连续梁；体系转换；悬臂施工；应力分布
Influence Analysis of Final Process Inversion When System Transformation
of Prestressed Continuous Concrete Beam
Tan Qingbo Hu Guangzhou
（The Second Engineering Company of CCCC Fourth Harbor Engineering Co.，Ltd. Guangzhou 510600，China）
Abstract：When the cantilever construction was adopted by the prestressed continuous concrete beam，the sequence of two key processes
of removing temporary support and tensing remanent prestressed cable used to be ignored. This paper uses a common prestressed concrete
continuous box girder bridge as an example，uses the finite element software MIDAS CIVIL to calculate the impact of bridges linear，stress
distribution and prestress loss after the inversion process. The result shows that it has a great impact on stress distribution,it causes local
crack easily. The problem should be attached great importance.
Keywords：continuous beam； system transformation； cantilever construction； stress distribution
30
图1 大桥横截面图
800 2124 546 2630
2870 330 2400 300
1125
12200
400 1400 4300 4300 1400 400
1000
780×260 780×260
600×300
600×300
500
2832
2800 690
1000
217
63
3800 350
R200
R100
R200
注）表中数据“+” 、“-”分别为向上、向下挠度；
累积差值=两阶段之和2-两阶段之和1。
表1 两种不同工序挠度对比（mm）
截面
位置
先拆
后张
w1
先张
后拆
w2
w2-w1
边支座0 0 0.0
L 4 -3.3 -3.3 0.0
L 2 -4.2 -4.1 0.1
3L 4 -1.4 -1.4 0.0
固定支座0.0 0.0 0.0
L 4 6.1 6.0 -0.1
L 2 18.1 17.8 -0.3
3L 4 11.8 11.6 -0.2
中支座0.0 0.0 0.0
L 4 -1.5 -1.5 0.0
L 2 -4.3 -4.3 0.1
3L 4 -3.4 -3.4 0.1
边支座0 0 0.0
图3 先拆后张挠度
图4 先张后拆挠度
2013 年2 月第2 期谭庆波等：预应力混凝土连续梁桥最终体系转换工序倒置影响分析FEB 2013 No．2
弹性模量Ep=200GPa；纵向和横向预应力筋采用抗
拉强度标准值fpk=1860MP，弹性模量Ep=195GPa，公
称直径为15.2mm 的高强度钢绞线。
2.2 施工过程
大桥采用悬灌法施工，其主要工况的施工顺序
为：①主跨桥墩施工完毕后，在主墩上安装临时支
座，搭高支架施工0# 块，待混凝土达到一定强度后，
安装挂篮；②主墩上对称浇注第1 节段，等梁段混凝
土强度及弹性模量达到设计值的100%时，张拉本
阶段预应力索，并移动挂篮准备下一阶段施工；③重
复第2 步操作，直至边跨合拢段；④在边跨搭设支
架，浇注边跨，拆除挂篮，安装边跨合拢段临时构造
措施，浇注合拢段，待混凝土强度及弹性模量达到设
计值的100%后，先拆除主墩除水平约束外的其他
临时支座，再张拉阶段索；⑤拆除边跨支架，安装中
跨临时刚性连接构造，安装边跨合拢段临时构造措
施，浇注合拢段，待混凝土强度和弹性模量均达到设
计值的100%后，拆除主墩临时支座，再张拉全部剩
余索；⑥进行桥面铺装等工作。
中孔的合拢是梁体从单悬臂向连续梁的转换，
一般的施工流程如下：拆除边跨临时支架→安装中
跨临时刚性连接构造→张拉中跨临时钢束→用悬吊
支架现浇中跨合龙段B0# 块→待混凝土强度及弹性
模量达到设计值后，拆除主墩临时支座→张拉并锚
固剩余预应力索→拆除悬吊支
架，全联贯通、体系转换完成。
3 对比计算
为了计算拆除主墩临时支
座和张拉并锚固剩余预应力索
两施工阶段的前后次序对最终
成桥的差别，有必要建立合理
的计算模型，对这两施工阶段
累计影响进行对比分析。由于其余施工工艺及次序
相同，且预应力筋本身对主梁的刚度贡献很小，因而
也只需对这两施工阶段进行累积计算分析。
采用桥梁通用有限元软件MIDAS CIVIL 2006
建立施工阶段计算模型，全桥结构模型如图2 所示。
以桥面中心为原点，沿桥向为X 轴，横桥向为Y 轴，
竖直向上为Z 轴建立直角坐标系，考虑等效临时支
座的影响。
在上述两种施工顺序的施工阶段，主要施加的荷
载均为剩余预应力索的张拉力，不同点在于临时固结
墩水平约束的变化。由于水平约束的不同，将对主梁
成桥线形、内力分布和预应力损失造成一定的影响，
下面就这3 个方面进行对比计算。
3.1 主梁挠度
为了表述方便，先拆除主墩临时固结支座再张
拉并锚固剩余预应力索的施工顺序简称为“先拆后
张”，先张拉并锚固剩余预应力索再拆除主墩临时支
座的施工顺序简称为“先张后拆”。经对比计算，仅在
张拉剩余预应力筋的荷载作用下，得出主梁的挠度
如图3~4 所示，若干截面挠度对比结果见表1。
从表1 数据可知，采取先张后拆施工顺序比先
拆后张施工顺
序对主梁将产
生如下影响：两
边跨影响较小，
在边跨l 2 处
相差0.1mm，是
相应正常工序