平轉(zhuǎn)連續(xù)主梁現(xiàn)澆施工中摩阻效應(yīng)

相比其轉(zhuǎn)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(dāng)前節(jié)段可以進(jìn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)體梁段施工過程的重要問題。近年來一些轉(zhuǎn)體橋梁的主梁現(xiàn)澆分段長度統(tǒng)計結(jié)果見表2［5-6］。2Tab2Somesectionlengthofwve 1 8高浪路CQ1標(biāo)跨高速公路轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jìn)行分析和討論。現(xiàn)行的橋梁設(shè)計規(guī)范和專業(yè)計算軟件能夠自動計入的后張法預(yù)應(yīng)力損失包括預(yù)應(yīng)力筋的摩擦錨具變形預(yù)應(yīng)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(jié)因素一般均未考慮相關(guān)分析軟件不會自動計入計算。采用平轉(zhuǎn)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(yù)應(yīng)力鋼筋時預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋在梁體所產(chǎn)生的壓縮趨勢會使現(xiàn)澆梁體與接觸的模板之間產(chǎn)生摩阻和黏結(jié)效應(yīng)阻礙梁體的水平自由變形。上述現(xiàn)象使得預(yù)應(yīng)力鋼筋損失增大梁體有效壓應(yīng)力水平將難以達(dá)到設(shè)計預(yù)期。因此有必要對梁體與模板之間黏結(jié)及摩阻效應(yīng)進(jìn)行分析。預(yù)應(yīng)力簡支梁由于邊界條件及預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的影響采用支架現(xiàn)澆的方法施工時張拉預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力因摩阻因素的影響而造成的損失可以不做考慮經(jīng)統(tǒng)計近年來修建的現(xiàn)澆連續(xù)梁橋主梁混凝土標(biāo)號一般為C50澆筑模板一般使用木模板

或鋼模板?；炷僚c模板之間的切向黏結(jié)應(yīng)力可由《路橋施工計算手冊查得。筆者就混凝土構(gòu)件與模板間的切向黏結(jié)應(yīng)力進(jìn)行取值分析時，根據(jù)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(jié)應(yīng)力取值范圍。現(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(yīng)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(yīng)力和溫度條件下的摩擦系數(shù)值可參照文獻(xiàn)選取。結(jié)合實際工程經(jīng)驗認(rèn)為梁體與滑動支座的摩阻系數(shù)應(yīng)該比現(xiàn)澆梁與底模支架的摩阻系數(shù)小。由文獻(xiàn)［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(jù)的情況下為量化分析現(xiàn)澆段梁體與模板摩阻效應(yīng)對主梁受力的影響現(xiàn)結(jié)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(zhuǎn)體梁段在合龍前最大懸臂狀態(tài)的應(yīng)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(zhuǎn)法施工。13#墩主梁的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)體梁段分段單元組成編號見表32。1Fg1Graphofwve2Fg2Cinsiteboxbeambridgeblockg3Tab3Munitdistribution193143553通過實際施工時對轉(zhuǎn)體段梁體及支架的變形監(jiān)測發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)體段梁體與模板支架從開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋到支架拆除前均無脫離跡象?，F(xiàn)假定轉(zhuǎn)體梁段與模板支架之間未脫開黏結(jié)應(yīng)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(yīng)力情況:模板約束不同時各單元上下緣應(yīng)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(yīng)力對比如圖4。由圖3圖4可知:“自重應(yīng)力預(yù)應(yīng)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(yīng)時由自重或預(yù)應(yīng)力筋單獨引起的應(yīng)力。底模切向黏結(jié)底腹模切向黏全外側(cè)模切向黏結(jié)分別為在轉(zhuǎn)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(yīng)，考慮梁體的底模切向黏結(jié)應(yīng)力梁體的底模和外側(cè)腹模切向黏結(jié)應(yīng)力梁體的全部外模板切向黏結(jié)應(yīng)力等幾種情況計算出的應(yīng)力。0μμμ別為在轉(zhuǎn)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(yīng)力將圖3圖4反映的切向黏結(jié)應(yīng)力及摩阻系數(shù)對主梁根部位置截面應(yīng)力的影響進(jìn)行歸納見表4。

g3Stressesoaonagmofthebiggestwdifferentconstraintem4轉(zhuǎn)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(yīng)力值的增減數(shù)量2括號內(nèi)表示考慮該因素時應(yīng)力的增減值占理論應(yīng)力值的百分?jǐn)?shù)由表4可見下緣壓應(yīng)力值隨模板約束的增強而增大。與不考慮模板切向黏結(jié)應(yīng)力相比考慮底模切向黏結(jié)應(yīng)力時主梁上緣壓應(yīng)力減小了1．02MPa，占理論應(yīng)7．2%下緣壓應(yīng)力增大了1．30MPa，占理0．0%;考慮底模外側(cè)腹模切向黏結(jié)應(yīng)力時主梁上緣壓應(yīng)力減小1．56MPa，占理論應(yīng)6．4%下緣壓應(yīng)力增大2．03MPa，占理論應(yīng)力值的2．0%。模板的切向黏結(jié)應(yīng)力對梁體應(yīng)力的影響較為顯著這主要是由于模板約束的存在了預(yù)應(yīng)力張拉時部分壓縮變形的產(chǎn)生而預(yù)應(yīng)力壓漿和錨固完成模板與支架拆除后，板約束的卸除導(dǎo)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(yīng)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(yīng)力變化的比例相近。與不考慮摩阻效應(yīng)相比當(dāng)摩阻系數(shù)取為0．03時主梁上緣壓應(yīng)力減小0．08MPa占理論應(yīng)力值的13%下緣壓應(yīng)力增大005MPa10;當(dāng)摩阻系數(shù)取為010主梁上緣壓應(yīng)力減小017MPa占理論應(yīng)力值的26%016MPa占理論應(yīng)力值的35%;030時主梁上緣壓應(yīng)力減小042MPa，占理論應(yīng)力值的65%下緣壓應(yīng)力增大048MPa占理論應(yīng)力值的0．5%。結(jié)論先支架現(xiàn)澆后平轉(zhuǎn)施工連續(xù)梁橋當(dāng)梁體分段長度較長和支架的剛度較大時張拉預(yù)應(yīng)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(chǎn)生約束和摩阻效應(yīng)并阻礙梁體的水平變形的自由發(fā)生從而增大預(yù)應(yīng)力損失設(shè)計和施工中應(yīng)予以考慮和關(guān)注。

主梁的上緣壓應(yīng)力值隨切向黏結(jié)應(yīng)力的增大而減小下緣壓應(yīng)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(yīng)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(yīng)力反之;摩參考文獻(xiàn)(Rrcs［1］張聯(lián)燕程懋方譚邦明等．橋梁轉(zhuǎn)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(xué)，2011．ZhangLiKeyProbleResearchonHooaSwingConstrucBridgtongUnivesy201．［5］吳劉健張雷等．摩阻效應(yīng)對現(xiàn)澆平轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋轉(zhuǎn)體前．1):6657WuHaijunLiuJian，ZhangLei，etal．FrictioneffectondeoationbeforerotationofhorizontalwincontinuousbeamJ．JournalofChongqingJiaotongnsiy:ulScience，2012，31(supp1):6657 王幀吳張雷等．現(xiàn)澆平轉(zhuǎn)連續(xù)梁拆架方式對支架受力的影響J．重慶交通大學(xué)學(xué)報:自然科