勞業(yè)亮

（中鐵二十五局集團第一工程有限公司，廣東 廣州 510405）

1 合龍配重的主要配重計算方式

合龍階段作為連續(xù)梁最關(guān)鍵的工序轉(zhuǎn)換階段，合龍期間的配重荷載設置、合龍順序、技術(shù)工藝、外界條件等因素直接影響橋梁本身的整體性能及后期結(jié)構(gòu)受力撓度變化。合龍配重階段主要指連續(xù)梁懸臂施工工藝中最大懸臂狀態(tài)下的橋梁合龍階段，配重的主要目的是防止梁體擾動，同時調(diào)節(jié)主梁線形標高，控制懸臂兩端的高程差等，因此配重的大小及設置方式尤為關(guān)鍵。合龍配重分為基本配重與附加配重兩部分，主要包括三種配重計算方式等重量壓重法、等彎矩壓重法及等位移壓重法。

（1）等重量壓重法。

對梁體最大懸臂端兩側(cè)分別加載壓重，壓重根據(jù)合龍段混凝土澆筑重量確定，通常為合攏段混凝土澆筑重量的一半[1]。操作中要求壓重的加載和卸載均應對稱于梁軸線，其優(yōu)點是計算簡單、施工人員容易操作。等重量壓重法是目前應用較為廣泛的方法。

（2）等彎矩壓重法。

指懸臂端合龍吊架所受到的力對墩頂?shù)膹澗氐扔诙瞬繅褐貙Χ枕數(shù)膹澗豙2-3]。其優(yōu)點是計算簡單、施工人員容易操作、加載位置明確；缺點是會引起合龍段兩端懸臂擾動。

（3）等位移壓重法。

等位移壓重法利用力學原理確定兩側(cè)最大懸臂處配重重荷載及加載位置，消除合龍階段混凝土澆筑過程中梁體擾動的影響。其優(yōu)點是能夠嚴格控制兩側(cè)最大懸臂的擾動、壓重加載位置明確；缺點是配重荷載不易計算。

2 項目概況

贛深鐵路柳城東江特大橋建設于廣東省龍川縣柳城鎮(zhèn)轄區(qū)內(nèi)，全橋設計長度2 600.755 m，全橋設計1聯(lián)88 m+160 m+88 m懸臂現(xiàn)澆連續(xù)剛構(gòu)上跨東江。梁體采用懸臂澆筑工藝，先分跨、后中跨的合攏順序，梁體為單箱單室，變高度、變截面結(jié)構(gòu)。

3 合龍誤差分析與配重設置

《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F 50—2011）中規(guī)定，跨徑小于100 m的懸臂澆筑的預應力混凝土梁，合龍高差應控制在20 mm以內(nèi)[4]。

文章共設置兩側(cè)高程差為0、10、15、20 mm等四個等級梯度，以兩側(cè)高差值換算需要加載的配重大小。在高側(cè)懸臂端進行加載，分析不同高差梯度下的合龍配重值對于主梁撓度及應力的影響程度。從合龍后、二期鋪裝完成后、橋梁運營十年收縮徐變?nèi)齻€不同工況進行對比分析。

4 有限元模擬分析

通過Midas Civil 2019軟件對柳城東江特大橋建立有限元分析模型[5-6]，模擬最大懸臂狀態(tài)下梁體兩側(cè)高程差等級。在模型分析中，通過對最大懸臂一側(cè)較高處施加荷載的形式模擬現(xiàn)場實際配重，假定左側(cè)懸臂段標高高于右側(cè)懸臂端。在左側(cè)懸臂段通過施加荷載，迫使兩側(cè)標高一致，分析合龍以及合龍后運營過程中，主梁撓度及應力變化情況，對比高程差為0時的理想狀態(tài)。

全橋有限元模型如圖1所示。

圖1 全橋有限元模型

在Midas Civil 2019有限元軟件中，對比分析橋梁合龍段施工完成后，主梁被施加不同的配重荷載情況下，主梁撓度及截面應力變化情況。

中跨合龍工況撓度情況與應力情況如圖2、圖3所示。

圖2 中跨合龍工況撓度情況

圖3 中跨合龍工況應力情況

由圖2、圖3可知，左側(cè)懸臂段施加配重荷載后，隨著配重荷載增加，合龍施工完成后，主梁撓度變化顯著；邊跨側(cè)表現(xiàn)為高程差越大，主梁上撓趨勢越明顯；中跨側(cè)表現(xiàn)為主梁下?lián)献冃沃惦S著兩側(cè)高程差的增加而增大，當高程差為20 mm時，主梁左側(cè)懸臂段變形相比理想狀態(tài)提升了68%，影響顯著；右側(cè)最大懸臂段，施加配重荷載后，撓度有所降低，有上撓趨勢；在左側(cè)中跨1/2梁段，存在應力波動情況，主要集中在左側(cè)梁段，但變化幅度較小。

分析主梁被施加不同的配重荷載后，橋梁二期施工完成后的主梁撓度及截面應力變化情況如圖4、圖5所示。

圖4 橋梁二期施工完成后的主梁撓度情況

圖5 橋梁二期施工完成后的應力情況

由圖4、圖5可知，左側(cè)懸臂段施加配重荷載后，隨著配重荷載增加，二期鋪裝施工完成后，主梁撓度變化顯著。當兩側(cè)高程差從0增加到20 mm時，主梁最大懸臂處附近撓度由16.2 mm提高至36.3 mm，撓度變化量為20.1 mm，說明二期鋪裝完成后，配重荷載對主梁下?lián)系挠绊懴啾群淆埻瓿珊蟾?；在中跨合龍段，應力變化相對明顯，主要表現(xiàn)為隨著荷載增加，中跨合龍段應力相比理想狀態(tài)略有增加，應力波動幅度較明顯。

分析主梁被施加不同的配重荷載后，10年收縮徐變后撓度及應力情況如圖6、圖7所示，橋梁小樁號側(cè)10年收縮徐變工況關(guān)鍵截面下?lián)隙葘Ρ惹闆r如表1所示。

表1 10年收縮徐變工況關(guān)鍵截面下?lián)隙葘Ρ惹闆r

圖6 10年收縮徐變后撓度情況

圖7 10年收縮徐變后應力情況

由圖6、圖7及表1可知，10年收縮徐變后，橋梁整體結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，配重對于主梁撓度及應力影響基本成型，當高程差為20 mm時，加載配重后主梁最大懸臂段下?lián)现颠_到48.2 mm，相比理想狀態(tài)下的28.6 mm提高了約20 mm，變化幅度達到68%；在右側(cè)懸臂梁端，施加配重荷載后，右側(cè)懸臂梁端撓度有所降低；在中跨合龍段，應力主要表現(xiàn)為隨著荷載增加，中跨合龍段應力明顯增大。

5 結(jié)語

文章以柳城東江特大橋為樣本，通過有限元軟件進行計算分析，從撓度及應力角度，對比三種工況（中跨合龍、二期鋪裝、10年收縮徐變）下主梁撓度變化及應力變化情況。

（1）隨著配重荷載增大，對施加配重荷載側(cè)梁段，撓度變化幅度大，且中跨側(cè)尤為明顯；未施加荷載側(cè)梁端，在中跨合龍?zhí)帗隙嚷杂薪档?；結(jié)果表明配重荷載對主梁撓度影響較大，荷載取值的大小是主梁撓度的主要影響因素。

（2）隨著配重荷載增大，合龍段施工完成后，對主梁應力影響效果較??；二期鋪裝完成后，在后續(xù)的運營階段過程中，中跨合龍段處應力存在波動，說明配重荷載的大小對主梁應力存在一定的影響，但影響程度較小。

研究成果表明，配重荷載對主梁撓度影響較大。因此，在施工過程中做好標高控制，縮小合龍誤差，降低非必要的合龍配重，減少合龍配重對主梁至關(guān)重要。針對合龍誤差的控制，可以從三個方面著手：

（1）施工過程中，盡量控制懸臂梁段材料、機器等荷載的影響，做好兩側(cè)平衡布載，避免因某側(cè)偏載導致梁段撓曲，加大合龍誤差。

（2）施工放線過程中，提高橋梁監(jiān)控頻率及精度，及時做好標高控制與糾偏，完善施工澆筑前后對橋梁標高的數(shù)據(jù)采集工作，及時分析掛籃變形，制定合理的標高控制方案；針對變形異常，做到及時調(diào)整，避免累加誤差導致配重荷載增大。

（3）針對即將施工至最大懸臂梁端附近的前兩、三個節(jié)段，做好高程統(tǒng)一控制，兩側(cè)懸臂放線標高均采用同一后視點進行控制，減少高程點標高誤差帶來的放線誤差。