矮塔斜拉橋主梁合龍溫度的選擇與控制

彭敬壘 馬寶泉

(1.中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100000： 2.吉林省同濟(jì)結(jié)構(gòu)技術(shù)有限公司，吉林 長春 130000)

矮塔斜拉橋主梁合龍溫度的選擇與控制

彭敬壘1馬寶泉2

(1.中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100000： 2.吉林省同濟(jì)結(jié)構(gòu)技術(shù)有限公司，吉林 長春 130000)

根據(jù)南澳大橋的工程實例，采用理論計算和標(biāo)高監(jiān)測，定量給出了大跨徑矮塔斜拉橋主梁合龍溫度的影響數(shù)據(jù)，并提出了相應(yīng)的合龍建議，以確保合龍的順利進(jìn)行。

矮塔斜拉橋，合龍，溫度，監(jiān)測

1 工程概況

廣東省南澳大橋工程起點位于萊蕪旅游度假區(qū)治安崗處，與S336(萊美路)相接。路線在柴井圍上橋后跨越后江灣海峽，于南澳長山尾苦路坪接入環(huán)島公路。全線總長11.080 km，其中橋梁全長9 341 m。

南澳大橋主橋全長490 m，跨徑為(126+238+126)m，橋型結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋，結(jié)構(gòu)體系為塔梁墩固結(jié)體系。橋型布置圖如圖1所示。

主梁采用懸臂澆筑的施工方法，0號節(jié)段為墩頂現(xiàn)澆段，1號～24號節(jié)段為懸澆節(jié)段，設(shè)有中跨和邊跨合龍段。

2 主梁合龍溫度的影響

主梁合龍前，隨著大氣溫度的升降和日照溫差的影響，主梁的梁長不斷的伸縮，同時，主梁懸臂端部的標(biāo)高也在不斷變化。在給出最后一個懸臂節(jié)段立模標(biāo)高時，若不考慮溫度的影響，可能使主梁合龍段兩端標(biāo)高突然變化，影響結(jié)構(gòu)美觀，甚至對成橋受力產(chǎn)生不利影響。

為了更加準(zhǔn)確的了解溫度對于結(jié)構(gòu)線形的影響，本橋采取了以下兩個措施：

1)根據(jù)橋位所在地的氣候狀況，采用有限元軟件模擬計算，得出理論情況下的溫度影響數(shù)值。

2)第24號節(jié)段施工完畢后，選取一天，對24號梁段標(biāo)高進(jìn)行連續(xù)測試，得出兩側(cè)高差隨時間變化曲線。

2.1 溫度影響計算

根據(jù)設(shè)計資料，我們將全橋離散成167個節(jié)點、108個橋面元、橋面元采用變截面梁單元建立，斜拉索采用索單元建立，塔柱和樁基采用塔元建立。模型中預(yù)應(yīng)力鋼束共有178束(計算模型單元劃分如圖2所示)。

由于邊跨合龍時間預(yù)計在6月中旬，中跨合龍時間預(yù)計在7月上旬，根據(jù)汕頭市氣象資料(如圖3所示)，6月份最高溫度和最低溫度分別為30 ℃，24 ℃，溫差在6 ℃左右；7月份最高溫度和最低溫度分別為32 ℃，26 ℃，溫差在6 ℃左右。

根據(jù)以上氣象資料，理論計算中的各種溫度取值分別為:主梁受日照影響引起的梯度溫度效應(yīng)取10 ℃、因均勻溫度作用引起的溫差取8 ℃(主梁溫度均勻升高8 ℃)、斜拉索與混凝土主梁的溫差取5 ℃(斜拉索均勻升溫5 ℃)、索塔由于日照引起的梯度溫差取5 ℃。

邊跨合龍前雙懸臂結(jié)構(gòu)(即E0，W0號塔主梁)懸臂前端受溫度影響理論計算結(jié)果如表1所示。

表1 邊跨合龍前懸臂前端受溫度影響理論計算結(jié)果

中跨合龍前，由于此時邊跨已經(jīng)合龍，主梁由雙懸臂結(jié)構(gòu)變?yōu)閱螒冶劢Y(jié)構(gòu)，所以主梁標(biāo)高受到溫度的影響程度同邊跨合龍前并不完全一致。溫度對主梁懸臂前端的影響程度理論分析結(jié)果見表2。

表2 中跨合龍前懸臂前端受溫度影響理論計算結(jié)果

2.2 溫度影響監(jiān)測

第24號節(jié)段施工完畢后，選取一天，每隔2 h對24號梁段標(biāo)高進(jìn)行連續(xù)測試，每個節(jié)段測試左中右三個測點，測試結(jié)果如表3，圖4所示。

對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得出以下結(jié)論,晚上23時～次日凌晨5時主梁懸臂前端標(biāo)高變化幅度最小，高程最為穩(wěn)定；主梁懸臂前端標(biāo)高最高點出現(xiàn)在早上7時左右,然后隨著日照作用，頂板溫度逐漸升高,懸臂前端標(biāo)高逐漸降低,標(biāo)高最低點出現(xiàn)在下午15時左右,然后隨著日照強(qiáng)度的減弱，頂板溫度逐漸下降,主梁懸臂前端標(biāo)高將逐漸升高。

表3 主梁懸臂端部溫度影響監(jiān)測結(jié)果 mm

3 溫度影響的控制

根據(jù)以上理論計算分析及監(jiān)測結(jié)果，主梁在最大懸臂狀態(tài)，溫度對結(jié)構(gòu)標(biāo)高的影響較大，標(biāo)高變化將近6 cm，為了確保合龍的順利進(jìn)行，建議合龍時采取如下措施：

1)合龍應(yīng)采用勁性骨架控制梁端位移。

2)澆筑混凝土?xí)r間應(yīng)選擇溫度最低且變化最均勻的時段，也就是晚23時～次日凌晨5時。

3)采用早強(qiáng)混凝土澆筑合龍段，同時加強(qiáng)合龍段混凝土的養(yǎng)生，使混凝土盡快提高強(qiáng)度，減少溫度應(yīng)力引起的裂縫。

[1] 貢保甲,劉世忠,趙瑤琴.沱江大橋中跨合攏的頂推施工控制分析[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報,2013(6):26-29.

[2] 馮玉平,吳文明,朱德舉.陶賴昭松花江特大橋懸臂施工合攏段變形控制[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2002(2):118-120.

[3] 任向輝,張煜敏.懸臂施工結(jié)構(gòu)合攏溫度的合理確定及對策研究[J].甘肅科技,2013(23):119-120.

On selection and control over closure temperature of main beams at low tower cable-stayed bridges

Peng Jinglei1Ma Baoquan2

(1.ChinaRoadEngineeringConsultancyGroupCo.,Ltd,Beijing100000,China;2.JilinTongjiStructuralTechnicalCo.,Ltd,Changchun130000，China)

According to the engineering case at Nan’ao Bridge as the example, the paper adopts the theory calculation and level monitoring, provides the influential data of the closure temperature of main beams at large-span low tower cable-stayed bridge, and points out respective closure suggestions, so as to ensure its smooth construction.

low tower cable-stayed bridge, closure, temperature, monitoring

2015-01-05

彭敬壘(1983- )，男，工程師

1009-6825(2015)08-0175-02

U448.27

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