1、连续梁满堂支架分次浇筑施工方法研究王 丰 1，曹新建 2，孙亚刚 3（1. 安徽省高速公路试验检测科研中心,安徽 合肥 ；2 同济大学桥梁系，上海 ;3.陕西瑞特公路工程科技有限公司,陕西 西安 ）摘要：本文以南京长江三桥引线工程高旺立交为工程依托，通过对不同情况满堂支架施工连续梁的方法进行对比分析，得出不同施工方法对连续梁受力及支架使用量的影响。在理论研究的基础上指出，在使用满堂支架方法施工连续梁时，如何节省支架用量。关键词：连续梁，满堂支架，施工方法。The study of full framing job practice of continuous bridgeAbstract: T
2、his paper is based on the ramp bridge of the third NanJing ChangJiang bridge, through the analysis and comparison of varied full framing job practice of continuous bridge, the influence of varied construction to the stress of continuous bridge and the use level of support element is referred. Based
3、on the theoretical study, how to reduce the use level of support element is referred.Key words: continuous bridge, full framing, job practice.0、引言在桥梁工程中，施工是非常重要的一环。它决定着工程的质量和整个工程的造价等问题。因此，在桥梁施工中，合理地选择施工方法，具有十分重要的意义。随着桥梁工程结构的发展对施工提出了各种不同的要求，也促进了施工方法的发展，多跨长桥和高架桥梁的大量建造,出现了与他们适应的逐孔施工和移动模架施工的方法。混凝土梁桥的施工方
4、法很多，即使在同一方法中也有不同的情况，所需的机具、劳力、施工的步骤和施工期限也不一样。因此，在确定桥梁施工方法时应根据桥梁的设计要求，施工的现场、环境、设备、经验等各种因素综合分析考虑，合理选择最佳的施工方法 【1】 。预应力混凝土连续梁桥就地浇筑施工需按一定的施工程序完成混凝土的浇筑，待混凝土达到所需的强度后，拆除模板，进行预应力筋的张拉、管道压浆工作。至于何时落架，则应与施工程序和预应力筋的张拉工序相配合。当张拉后恒载自重已能由梁本身承受时可以落架 【2】 。多联桥梁，支架拆除后可周转使用。当连续梁桥每一联的孔数较多时，采用一次落架施工，则模板及支架的用量也较大。因此如何节约模板及支架用
5、量，将影响桥的工程造价。1、工程背景简介1.1 高旺互通立交概况高旺互通立交位于江苏省江浦县珠江镇，被交路浦乌公路。高旺跨浦乌公路立交桥设计桥长 563.60 米，共四联。第四联为主桥，该联共三孔，其中，中孔跨越浦乌公路。第一、二、三联为引桥，每联分五孔，采用跨径为 30m 的预应力混凝土连续箱梁。主、引桥下部均采用双柱式墩，墩身顶部通过系梁连接。基础采用钻孔灌注桩基础。1.2 施工方案先主桥后引桥施工，主、引桥均采用满布支架浇筑。主桥为整体现浇，张拉纵横向预应力后，一次落架。引桥分两次浇筑，浇筑节段如图 1 所示。图 中 尺 寸 以 米 计图 1 引桥浇筑节段示意图引桥工程第一次浇筑到第三跨
6、的 3/4 处，待混凝土达到规定强度，张拉完纵横向预应力后，拆除第一、二跨支架。第一、二跨支架拆除后，可用来搭建下一联的支架，以循环使用，即本联第二次浇筑的同时，可以进行下一联第一次浇筑所需支架的搭设、预压及模板安装。第二次浇筑从第三跨的 3/4 处到第五跨结束，接缝处预应力束用预应力连接器进行连接，张拉完纵横向预应力后，将后三跨的支架拆除，拆除下的支架及模板用来搭建下一联第二次浇筑所需支架及模板。整个施工过程中有一次体系转换，因此施工阶段的应力与变形在结构设计中必须预先考虑。2 分次浇筑对连续梁内力的影响分析2.1 五跨一联连续梁分次浇筑施工阶段恒载内力分析分次浇筑施工在施工过程中有一次体系
7、转换，因此，在进行自重内力计算时，必须考虑施工过程，进行内力叠加。二期恒载及活载是在体系转换后施加的，因此，分次浇筑与一次落架两种施工方法对于二期恒载及活载产生的内是相同的。为得出分次浇筑对连续梁内力的影响，需对两种施工方法自重内力进行计算比较。五跨一联的连续梁为 4 次超静定结构，故采用结构有限元素法进行内力分析。有限元素法按其基本未知量的选取可分为：位移法、力法、混合法及杂交法。其中位移法便于实现计算机自动化的特点，使用最为广泛。位移法中结构的结点力与结点位移之间关系式的矩阵形式如下 KF其中 F 为结点力，K 为刚度矩阵， 为结点位移 【3】 。对于五跨一联的连续梁采用满堂支架分次浇筑与
8、一次落架施工的自重内力比较如四图2，图 3 所示。-3.00E+04-2.00E+04-1.00E+040.00E+001.00E+042.00E+041 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41kN.m分 次 浇 筑 施 工 弯 矩 一 次 落 架 施 工 弯 矩图 2 五跨一联连续梁弯矩比较图-4.00E+03-2.00E+030.00E+002.00E+034.00E+036.00E+031 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41kN.m分 次 浇 筑 施 工 剪 力 一 次 落 架 施 工 剪 力图 3 五跨一联连续梁剪力比较图由图 2，图 3 可以得出，
9、两种施工方法对第二、三跨产生的内力不同，而第一、四、五跨几乎完全相同。对于第二、三跨分次浇筑施工较一次落架施工的跨中弯矩有所增大而支点负弯矩区的绝对值有所减小。对于第二、三跨分次浇筑施工与一次落架施工的各截面剪力几乎相同。2.2 七跨一联连续梁分次浇筑施工阶段恒载内力分析采用分次浇筑施工方法时，连续梁的每一联的跨数越多，则节省支架及模板的优势越明显。对于七跨一联的连续梁采用满堂支架分次浇筑与一次落架施工的自重内力比较如图4，图 5 所示。-3.00E+04-2.00E+04-1.00E+040.00E+001.00E+042.00E+041 7 13 19 25 31 37kN.m分 次 浇
10、筑 施 工 弯 矩 一 次 落 架 施 工 弯 矩图 4 七跨一联连续梁弯矩比较图-4.00E+03-2.00E+030.00E+002.00E+034.00E+031 7 13 19 25 31 37kN.m分 次 浇 筑 施 工 剪 力 一 次 落 架 施 工 剪 力图 5 七跨一联连续梁剪力比较图由图 4，图 5 可以得出，两种施工方法对第三、四跨产生的内力不同，而第一、二、五、六、七跨几乎完全相同。对于第三、四跨分次浇筑施工较一次落架施工的跨中弯矩有所增大而支点负弯矩区的绝对值有所减小。对于第三、四跨分次浇筑施工与一次落架施工的各截面剪力几乎相同。2.3 影响对比分次浇筑对五跨一联及七
11、跨一联连续梁内力的影响，只对分次浇筑的连接跨及下一跨的弯矩值有影响，并且对五跨一联及七跨一联连续梁的影响程度是不同的。对于五跨一联的连续梁分次浇筑时第二、三跨的跨中正弯矩较一次落架分别增大 40及 37，第二、三跨之间的支点负弯矩绝对值减小 45。而对于七跨一联的连续梁分次浇筑时第三、四跨的跨中正弯矩较一次落架分别增大 36及 38，第三、四跨之间的支点负弯矩绝对值减小51。这说明，对于七跨一联的连续梁采用分次浇筑施工比五跨一联的连续梁受力更为有利。因此，采用分次浇筑施工的连续梁，每一联的跨数越多，优势越是越明显。3、经济性分析采用分次浇筑施工连续梁与一次落架施工除受力上的不同外，最大的优势是
12、可以节约模板及支架用量。采用分次浇筑施工连续梁可以节约施工造价。3.1 一次落架模板及支架费用分析假定施工一孔所需模板及支架的费用为 M,以五跨一联的连续梁为例，当整座桥只有一联时,采用一次落架施工所需模板及支架的费用 。当整座桥超过一联时,为保证施工MP51的连续进行，在浇筑第一联的同时需进行第二联支架及模板的安装及预压。因此，超过一联时，采用一次落架施工所需模板及支架的费用 。推广到更一般的情况，对于 n01跨一联的连续梁，采用一次落架施工所需模板及支架费 P1 用可由下式计算。, 当只有一联时 k=1,当超过一联时 k=2。knMP13.2 分次浇筑模板及支架费用分析与以上假设相同，仍以
13、五跨一联的连续梁为例，当整座桥只有一联时,采用分次浇筑施工所需模板及支架的费用 。当整座桥超过一联时,为保证施工的连M75.24/32续进行，第一、二跨支架拆除后，可用来搭建下一联的支架，以循环使用，由于下一联第一次浇筑为第一跨、第二跨及第三跨的前 3/4 跨，故需新增加用来搭建下一联第三跨的前3/4 跨所需的模板及支架。因此，当超过一联时，采用分次浇筑施工所需模板及支架的费用 。推广到更一般的情况，对于 n 联一跨的连续梁，采用分次浇MP75.4/352筑施工所需模板及支架费 P2用可由下式计算。当只有一联时, Mnn)4/12(4/3/)1( 当超过一联时, P 2=nM+3M/4=(n+
14、3/4)M nP)4/3(/3/2 3.3 模板及支架费用计算对于 n 跨一联的连续梁，采用分次浇筑施工比采用一次落架施工节约模板及支架费用P 可由下式计算。 21P当只有一联时, MnnMP)4/()4/12(当超过一联时, /3/3由以上两式得出，当每孔的费用 M 为定值时，节约的费用 P 与每一联的孔数 n 成线性增长；当每一联的孔数 n 为定值时，节约的费用 P 与每孔的费用 M 成线性增长。因此，分次浇筑施工对于每一联孔数多，及墩高较高的连续梁优势明显。4、结束语连续梁施工有多种施工方法，其中满堂支架施工是常见的施工方法之一。采用一次落架的满堂支架施工方法需要使用大量的支架及模板，而采用分次浇筑则可很大程度上节约支架及模板的用量。由于分次浇筑在施工过程中有一次体系转换，故施工阶段的应力与变形在结构设计中必须预先考虑。从而使设计与施工相统一，进而达到适用、经济、安全、美观的原则。参考文献：1 范立础桥梁工程人民交通出版社，1990 年2 徐岳，刘士林，万振江.预应力混凝土连续梁桥设计. 人民交通出版社，2000 年3 杨炳成， 陈偕民， 郝宪武.结构有限元素法. 西北工业大学出版社，1996 年作者简介：王丰，男，1978 年 10 月 12 日生，山东临沂人，硕士，安徽省高速公路试验检测科研中心助理工程师。联系方式：（0551） ， ，E-mail:
