混合梁斜拉橋塔梁同步施工可行性分析

蘇軼杰

摘 要：塔梁同步施工技術(shù)在現(xiàn)有城市橋梁工程建設(shè)環(huán)境中已經(jīng)極為普遍，其本身因具備多方面統(tǒng)籌和同步施工的條件，針對相應(yīng)施工工期和質(zhì)量的把控更偏于科學(xué)化，促使現(xiàn)有城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)效率有明顯提升，并為后續(xù)工程的使用提供了扎實且穩(wěn)定的技術(shù)型平臺，特別是針對傳統(tǒng)混合梁斜拉橋這種大型工程，若能有效開展施工融合，成效收益將更加明顯。本文依據(jù)混合梁斜拉橋塔梁同步施工技術(shù)的特性展開可行性分析，確定相應(yīng)混合重點同時，確定相應(yīng)修整條件與索力結(jié)合關(guān)鍵點，期望為后續(xù)工程施工提供更加全面且具備參照條件的憑據(jù)。

關(guān)鍵詞：混合梁；斜拉橋；同步施工；可行性分析

1 探究混合梁斜拉橋塔梁同步施工的意義

塔梁同步施工技術(shù)因其自身具備縮短工期和降低成本的工程優(yōu)勢，在現(xiàn)有橋梁工程等工程施工技術(shù)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，并在此斜拉橋上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)環(huán)境中取得了明顯的經(jīng)濟(jì)成效，從而完善了現(xiàn)有城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的總體需求。與此同時，在大跨距橋梁中，針對混合梁的功能使用也早已到了需要技術(shù)革新的情況，針對現(xiàn)有橋型在工程效率和質(zhì)量方面的需求，采取有效的技術(shù)方法與塔梁施工進(jìn)行同步，已經(jīng)成為大跨距混合梁斜拉橋施工技術(shù)在未來功能性建設(shè)的熱點。

大跨距混合梁斜拉橋在結(jié)構(gòu)體系中處于超靜定柔性結(jié)構(gòu)，在實際功能的使用中能夠具備多種環(huán)境的適應(yīng)性，確保交通環(huán)境和橋面剛性之間的有效統(tǒng)籌同時，更能夠依據(jù)結(jié)構(gòu)體系的特性將荷載進(jìn)行有效傳導(dǎo)，以促進(jìn)整體橋身的功能穩(wěn)定性。根據(jù)以上橋身條件，可見針對荷載傳導(dǎo)過程中的橋身狀態(tài)和結(jié)構(gòu)施工技術(shù)條件有直接影響關(guān)系，只有采取有效的技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)籌，并通過先進(jìn)的塔梁同步施工理念貫徹，才能夠在橋梁環(huán)境中提供更全面的施工空間，并賦予新型材料和經(jīng)濟(jì)型結(jié)構(gòu)體系的貫徹。其中，針對塔梁工程的貫徹主要以預(yù)應(yīng)力混凝土、結(jié)合梁與鋼桁架梁為主要滲透對象，在確定斜拉梁環(huán)境中的重要性之后，才能夠依據(jù)相應(yīng)理論計算開展后續(xù)工作的探討。故而，針對實際工程狀況分析大跨距混合梁斜拉橋塔梁同步施工的可能性，在現(xiàn)有橋梁工程環(huán)境中具備一定滲透的意義。

2 施工可行性分析

2.1 合理施工索力對比分析

斜拉橋工程在后期的可調(diào)控性賦予了整體索力荷載傳導(dǎo)與狀態(tài)控制的核心，確保新型施工技術(shù)能夠有效貫徹入現(xiàn)有的施工環(huán)境中，需要依據(jù)相應(yīng)索力極限進(jìn)行合理分析，以整體橋梁功能滿足實際工程需要為主要底線，將大跨距斜拉橋的非線性效應(yīng)系數(shù)進(jìn)行消除計算，確保相應(yīng)橋索力滿足荷載傳導(dǎo)的需求，并在正裝迭代法環(huán)境中確定矩陣索力，以便后續(xù)整體斜拉橋工程力矩控制，將穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的施工技術(shù)有效貫徹。

為考慮非線性影響，混凝土梁段計入收縮、徐變效應(yīng)，而斜拉索采用索單元模擬以計入幾何非線性。以合理成橋索力T0f為目標(biāo)，利用正裝迭代與影響矩陣相結(jié)合的方法計算塔梁同步施工和先塔后梁施工的合理施工索力值T20和T10。如表1所示，2種施工方法的各索合理施工索力基本吻合一致，其中2種施工方法的S1索索力最大差值僅40kN，其相對差值為1.29%。由于采用先梁后塔法施工獲得的斜拉橋合理成橋索力值較準(zhǔn)確，說明了塔梁同步施工對大跨混合梁斜拉橋的合理施工索力影響較小。

2.2 成橋狀態(tài)對比分析

斜拉橋的成橋狀態(tài)與施工方法密切相關(guān)，為研究塔梁同步施工的可行性，分析其對大跨混凝土斜拉橋成橋索力、主梁受力及橋塔偏位這些關(guān)鍵因素的影響。采用上節(jié)計算的2組合理施工索力對數(shù)值模型進(jìn)行非線性正裝計算，對比分析2種施工方法對該大跨混合梁斜拉橋成橋狀態(tài)的影響。為確保施工安全與質(zhì)量，對該橋進(jìn)行了施工跟蹤控制，并測量工安全與質(zhì)量，對該橋進(jìn)行了施工跟蹤控制，并測量了竣工橋梁的成橋索力和橋塔偏位。

2.2.1 成橋索力對比

根據(jù)計算得知，塔梁同步施工與先塔后梁施工的成橋索力計算值很吻合。其中，S1索成橋索力計算值分別為3177.6 kN和3217.2kN，其差值最大，為39.6kN；而M1索的計算值分別為2068.2kN和2101.3kN，相對差值最大，為1.58%。說明，塔梁同步施工對大跨混合梁斜拉橋的成橋索力影響很小。與實測值相比，各斜拉索成橋索力計算值的相對偏差基本在6%以內(nèi)。其中，Sl、M1索出現(xiàn)了6.75%和12.2%的較大偏差率，這是由于頻譜法測量短索索力準(zhǔn)確度較低，從而導(dǎo)致實測值誤差較大；而在實際施工過程中，該橋南岸側(cè)Gl～G8鋼主梁拼裝支架下沉較大，為保證合理成橋線形，適當(dāng)調(diào)大了M8和M9索的索力以抬高G8和G9節(jié)段標(biāo)高，從而導(dǎo)致這2根斜拉索成橋索力計算值和實測值相對差值較大的原因。各斜拉索成橋索力的計算值和各斜拉索成橋索力的計算值和實測值基本吻合，說明有限元數(shù)值模型可較準(zhǔn)確地模擬該橋塔梁同步施工過程。不僅驗證了基于影響矩陣的索力確定法計算合理施工索力的準(zhǔn)確性，而且也說明采用塔梁同步施工的大跨混合梁斜拉橋索力可達(dá)到合理成橋索力。

2.2.2 成橋橋塔偏位對比

采用塔梁同步施工時，計算該橋南、北岸橋塔塔頂向岸側(cè)的偏位值分別為4.9mm和5mm；而采用先塔后梁法施工的相應(yīng)計算值為2mm和2.3mm。由于塔梁同步施工過程中，橋塔剛度隨橋塔升高而減小，導(dǎo)致成橋橋塔塔頂偏位大于先塔后梁法施工的相應(yīng)值，但兩者相差不大，說明塔梁同步施工對橋塔受力影響較小。成橋后，用全站儀現(xiàn)場測得兩橋塔塔頂分別向岸側(cè)偏位19mm和16mm，該實測值大于計算值，但均小于塔柱偏位限值30mm，所以采用塔梁同步施工的大跨混合梁斜拉橋結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。

3 結(jié)束語

本文依據(jù)成橋索力的計算數(shù)值得出相應(yīng)可行性的數(shù)據(jù)，通過有效的計算可得出：先塔后量施工在大跨距混合梁斜拉橋環(huán)境中處于可行狀態(tài)；其次塔梁同步施工在相應(yīng)索力、主梁和橋塔方面的受力影響教學(xué)奧，能夠確保相應(yīng)施技術(shù)有效貫徹入塔梁施工中，并確保相應(yīng)施工環(huán)境具備穩(wěn)定性。故而，只要成橋偏位和線性條件能夠有效掌控，確保相應(yīng)材料和塔梁受力條件合理，關(guān)于塔梁同步施工技術(shù)便具備可行性。

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