平轉連續(xù)主梁現(xiàn)澆施工中摩阻效應

相比其轉體梁的兩個相鄰現(xiàn)澆節(jié)段可以交叉作業(yè)即一節(jié)段混凝土養(yǎng)生的同時當前節(jié)段可以進行鋼筋綁扎及立模因而可以明顯縮短施工工期。同時在施工過程中梁體節(jié)段在大多數(shù)施工階段都與梁下的模板及支架保持接觸梁體受力狀態(tài)不夠明確。

1.2轉體梁段施工時梁體的分段長度影響梁體施工過程的受力狀態(tài)也明顯影響橋梁的施工工期是轉體梁段施工過程的重要問題。近年來一些轉體橋梁的主梁現(xiàn)澆分段長度統(tǒng)計結果見表2［5-6］。2Tab2Somesectionlengthofwve 1 8高浪路CQ1標跨高速公路轉體 省崇遵高速公路楚米I號大 0號段6m，1號～10號段4 2可見我國已建成的平轉施工連續(xù)梁橋4～8m，梁分段長度甚至超過20m。過長的分段長度使現(xiàn)澆連續(xù)梁在張拉過程中的受力狀態(tài)不同于傳統(tǒng)短分段(3～5m)懸臂施工值得進行分析和討論。現(xiàn)行的橋梁設計規(guī)范和專業(yè)計算軟件能夠自動計入的后張法預應力損失包括預應力筋的摩擦錨具變形預應力筋松弛混凝土收縮徐變等。但對于現(xiàn)澆梁體與模板及支架之間摩阻與黏結因素一般均未考慮相關分析軟件不會自動計入計算。采用平轉施工的連續(xù)梁橋其現(xiàn)澆梁體劃分的分段長度通常明顯比懸臂澆筑時長。在張拉預應力鋼筋時預應力引起的梁上拱的趨勢往往難以抵消主梁重量引起的向下趨勢因此在拆除支架之前梁與模板之間是緊密貼合的。如果現(xiàn)澆梁體使用的支架剛度較大特別是梁體的部分模板尚未拆除時張拉預應力筋在梁體所產生的壓縮趨勢會使現(xiàn)澆梁體與接觸的模板之間產生摩阻和黏結效應阻礙梁體的水平自由變形。上述現(xiàn)象使得預應力鋼筋損失增大梁體有效壓應力水平將難以達到設計預期。因此有必要對梁體與模板之間黏結及摩阻效應進行分析。預應力簡支梁由于邊界條件及預應力效應的影響采用支架現(xiàn)澆的方法施工時張拉預應力筋后，梁體段會出現(xiàn)上拱現(xiàn)象并使其脫離底模支架，預應力因摩阻因素的影響而造成的損失可以不做考慮經統(tǒng)計近年來修建的現(xiàn)澆連續(xù)梁橋主梁混凝土標號一般為C50澆筑模板一般使用木模板

或鋼模板。混凝土與模板之間的切向黏結應力可由《路橋施工計算手冊查得。筆者就混凝土構件與模板間的切向黏結應力進行取值分析時，根據實橋情況按照混凝土的強度模板材料的選用情況潤滑劑的使用情況得到切向黏結應力取值范圍?，F(xiàn)行規(guī)范未對現(xiàn)澆梁體與底模及支架的摩阻系數(shù)做出明確規(guī)定?，F(xiàn)借鑒梁體與常見支撐物(支座)之間的摩阻系數(shù)來討論底模及支架的摩阻效應范圍。梁體與四氟板橡膠鋼板的摩阻系數(shù)以及四氟乙烯滑動部件在不同應力和溫度條件下的摩擦系數(shù)值可參照文獻選取。結合實際工程經驗認為梁體與滑動支座的摩阻系數(shù)應該比現(xiàn)澆梁與底模支架的摩阻系數(shù)小。由文獻［5］可以發(fā)現(xiàn)常溫下梁體與不同支座間的摩阻系數(shù)介于0．03～0．30之間。在缺乏規(guī)范規(guī)定和實測數(shù)據的情況下為量化分析現(xiàn)澆段梁體與模板摩阻效應對主梁受力的影響現(xiàn)結合實橋，假定現(xiàn)澆梁與底模支架摩阻系數(shù)分別取為0．03，0．100．30和1．00等幾種情況分析在不同假定摩阻系數(shù)下轉體梁段在合龍前最大懸臂狀態(tài)的應力變化規(guī)律。3跨連續(xù)梁橋1)橋梁中跨在13#和14#墩之間待建鐵路及既有鐵路13#橋墩梁體采用支架現(xiàn)澆平轉法施工。13#墩主梁的轉體施工段為(59+59)m，最初9段。后因工期緊張實際施工分段長度為2524202425m，T5段。第2 吳等 橋面系轉體梁段分段單元組成編號見表32。1Fg1Graphofwve2Fg2Cinsiteboxbeambridgeblockg3Tab3Munitdistribution193143553通過實際施工時對轉體段梁體及支架的變形監(jiān)測發(fā)現(xiàn)轉體段梁體與模板支架從開始張拉預應力鋼筋到支架拆除前均無脫離跡象?，F(xiàn)假定轉體梁段與模板支架之間未脫開黏結應力和摩阻力沿梁體縱向均勻分布建立MIDAS模型。分析最大懸臂狀態(tài)下現(xiàn)澆梁段各單元上下緣的應力情況:模板約束不同時各單元上下緣應力對比如圖3;現(xiàn)澆梁段與底模支架之間的摩阻系數(shù)不同時各單元上下緣應力對比如圖4。由圖3圖4可知:“自重應力預應力分別為在最大懸臂狀態(tài)下不考慮現(xiàn)澆梁與底模支架之間摩阻效應時由自重或預應力筋單獨引起的應力。底模切向黏結底腹模切向黏全外側模切向黏結分別為在轉體梁段最大懸臂狀態(tài)下不考慮現(xiàn)澆梁與底模支架之間摩阻效應，考慮梁體的底模切向黏結應力梁體的底模和外側腹模切向黏結應力梁體的全部外模板切向黏結應力等幾種情況計算出的應力。0μμμ別為在轉體梁段最大懸臂狀態(tài)下計算模型中考慮現(xiàn)澆梁與底模支架的摩阻系數(shù)分別為0030．10，030，1．00時計算出的應力將圖3圖4反映的切向黏結應力及摩阻系數(shù)對主梁根部位置截面應力的影響進行歸納見表4。

g3Stressesoaonagmofthebiggestwdifferentconstraintem4轉體梁段最大懸臂狀態(tài)在底模支架Fg4Stressesomparodigaofowedgeoneachunitofthebiggestcantileverihdifferentfrictioncoefficients表 Tab4Stresschangeofmpier’srootwdifferenttangentialcohesiveanddifferentfriction /注1表中”“表示應力值的增減數(shù)量2括號內表示考慮該因素時應力的增減值占理論應力值的百分數(shù)由表4可見下緣壓應力值隨模板約束的增強而增大。與不考慮模板切向黏結應力相比考慮底模切向黏結應力時主梁上緣壓應力減小了1．02MPa，占理論應7．2%下緣壓應力增大了1．30MPa，占理0．0%;考慮底模外側腹模切向黏結應力時主梁上緣壓應力減小1．56MPa，占理論應6．4%下緣壓應力增大2．03MPa，占理論應力值的2．0%。模板的切向黏結應力對梁體應力的影響較為顯著這主要是由于模板約束的存在了預應力張拉時部分壓縮變形的產生而預應力壓漿和錨固完成模板與支架拆除后，板約束的卸除導致了部分壓縮變形的出現(xiàn)從而引。間摩阻系數(shù)值的增大而減小下緣壓應力值隨現(xiàn)澆梁與底模支架之間摩阻系數(shù)值的增大而增大且摩阻系數(shù)的變化比例與截面應力變化的比例相近。與不考慮摩阻效應相比當摩阻系數(shù)取為0．03時主梁上緣壓應力減小0．08MPa占理論應力值的13%下緣壓應力增大005MPa10;當摩阻系數(shù)取為010主梁上緣壓應力減小017MPa占理論應力值的26%016MPa占理論應力值的35%;030時主梁上緣壓應力減小042MPa，占理論應力值的65%下緣壓應力增大048MPa占理論應力值的0．5%。結論先支架現(xiàn)澆后平轉施工連續(xù)梁橋當梁體分段長度較長和支架的剛度較大時張拉預應力引起的梁上拱變形往往難以抵消主梁重量引起的向下變形此時在支架拆除以前梁體與模板之間是緊密貼合的;現(xiàn)澆梁體和底模支架接觸將產生約束和摩阻效應并阻礙梁體的水平變形的自由發(fā)生從而增大預應力損失設計和施工中應予以考慮和關注。

主梁的上緣壓應力值隨切向黏結應力的增大而減小下緣壓應力值反之。梁體和模板的摩阻系數(shù)一般介于003030之間;主梁的上緣壓應力值隨現(xiàn)澆梁與底模支架的摩阻系數(shù)值的增大而減小下緣壓應力反之;摩參考文獻(Rrcs［1］張聯(lián)燕程懋方譚邦明等．橋梁轉體施工M．:人民交通，2002．ZhangLiaanCengMaofangTanBangmingetlTheBdeRoaoConstruction［M．Beijing:CommcaonsPes2002［2］余?？⒔鲝埾璧瓤瓦\專線上跨既有繁忙干線鐵路連J461YuChangunLanmngZhanXngelOnpassengerdedicatedlinesoverexistingbusymarailwaycontinuousbeamhorizontalswivelerectionkeyJ．RaiwyStandardDegn200(12):461［3］張華平羅文華張金華支座寬度及相對剛性系數(shù)對連續(xù)梁彎．81．ZhangHua，LuoWenhuaZhanaInfluenceofabutmentwidtandrelativerigiditycoefficientsonmomentofcontinuousbeamJ．JournalofChongqingJiaotongnsiy:NulScience，2010，29(1):81D．學，2011．ZhangLiKeyProbleResearchonHooaSwingConstrucBridgtongUnivesy201．［5］吳劉健張雷等．摩阻效應對現(xiàn)澆平轉連續(xù)梁橋轉體前．1):6657WuHaijunLiuJian，ZhangLei，etal．FrictioneffectondeoationbeforerotationofhorizontalwincontinuousbeamJ．JournalofChongqingJiaotongnsiy:ulScience，2012，31(supp1):6657 王幀吳張雷等．現(xiàn)澆平轉連續(xù)梁拆架方式對支架受力的影響J．重慶交通大學學報:自然科