拱橋廊橋施工順序變化對主梁受力影響的研究

薛永成

摘 要：交通為人員流動和物資流通帶來了極大的方便，是當(dāng)前社會發(fā)展的重要推力。橋梁作為交通的重要組成部分，在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的過程中也獲得了巨大的發(fā)展。廊橋就是在橋梁事業(yè)快速發(fā)展的背景下萌生的，廊橋的設(shè)計(jì)研究也隨之發(fā)展起來，但是當(dāng)前仍處于初步發(fā)展階段，而有關(guān)拱橋廊橋施工順序變化對主梁受力影響的研究更少，因此對其進(jìn)行探討是很有必要的。本文以陜西省旬陽縣旬河廊橋工程為依托工程進(jìn)行有關(guān)的研究。

關(guān)鍵詞：廊橋；施工順序；主梁受力

中圖分類號：U441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）12-0083-01

橋梁建筑作為一種結(jié)構(gòu)產(chǎn)物，承載以及跨越的要求是其主要應(yīng)當(dāng)滿足的，其結(jié)構(gòu)形式的多變的，但是無論采取任何的形式，均需要占據(jù)一定的空間。廊橋是一種十分特殊的橋梁，它賦予了橋梁更多的功能，容經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性以及功能性為一體，針對廊橋的這一特征，如何更有效的使廊橋建設(shè)更為合理，使廊橋可以實(shí)現(xiàn)功能性以及觀賞性兼具的要求，如何對廊橋施工順序進(jìn)行安排，以使橋梁主梁受力科學(xué)合理，等等，這些問題都需要進(jìn)行深入的研究。本文重點(diǎn)研究拱橋廊橋施工順序變化對主梁受力影響。

1 廊橋的特點(diǎn)

隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，古代廊橋由于承載力以及材料等因素的限制，已經(jīng)不能在今天的廊橋建設(shè)中很好的適用?，F(xiàn)代廊橋繼承了古代廊橋的優(yōu)點(diǎn)，并對新技術(shù)、新材料進(jìn)行了開發(fā)利用，當(dāng)前不論從結(jié)構(gòu)還是材料，種類均有所增加?，F(xiàn)代廊橋具備的主要特點(diǎn)包括建設(shè)規(guī)模大、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜多樣規(guī)模大、結(jié)構(gòu)形式多樣化、材料多樣化以及功能復(fù)雜等。

2 廊橋設(shè)計(jì)的基本思路

進(jìn)行廊橋設(shè)計(jì)時(shí)，需要廊橋設(shè)計(jì)者立足當(dāng)前，著眼未來，將橋梁的技術(shù)美、功能美以及藝術(shù)美有機(jī)的融合在一起，使其更好的與周邊環(huán)境融合在一起。以旬河廊橋?yàn)槔?，橋位位于旬陽縣城黨家壩旬河大橋以東，北側(cè)連接S102省道，與火車站、汽車站及規(guī)劃商業(yè)住宅區(qū)毗鄰，南側(cè)連接鎮(zhèn)旬路，可以很大程度的舒緩交通壓力[1]。此外，廊橋本文作為一種景觀，可以很大程度的提升縣城的景觀形象。其設(shè)計(jì)思路為：在滿足交通運(yùn)輸需求的基礎(chǔ)上，還要具備一定的觀光性質(zhì)，具體來說，首先與周圍的自然景觀相協(xié)調(diào)，其次在進(jìn)行橋型設(shè)計(jì)時(shí)，車行橋及廊橋主拱圈均采用整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土上承式空腹式板拱，其整體性較好，受力分布均勻。

3 縱梁在不同施工順序下的受力分析

本文以旬河廊橋?yàn)槔?，分析廊橋縱梁在不同施工順序的位移、內(nèi)力以及應(yīng)力等方面的特征，以期能夠?yàn)槔葮虻暮侠碓O(shè)計(jì)和施工提供有益的建議。根據(jù)分析，可以得到如下結(jié)論：

第一，在施工階段與成橋狀態(tài)下，我們首先采用部分連續(xù)澆筑，然后再澆筑后澆段，這樣的施工順序相較于采用全部整體澆筑或者采用部分簡支然后連續(xù)的施工順序來說，對于縱梁變形的控制效果更好，并且在這樣的情況下，基本上發(fā)生的位移可以忽略不計(jì)。

第二，在施工階段與成橋狀態(tài)下，如果采取全部先簡支，然后再連續(xù)澆筑的施工順序時(shí)，縱梁各個(gè)位置的彎矩都為正，但是采取全部整體澆筑或者采用部分簡支然后連續(xù)的施工順序，縱梁的各個(gè)位置的彎矩均為負(fù)，是負(fù)彎矩，而且它的變化幅度十分大。但是當(dāng)我們采取部分先連續(xù)澆筑，然后再澆筑后澆段的施工順序時(shí)，后澆段位置的變化幅度明顯有了降低。這就可以說明，在施工階段與成橋狀態(tài)時(shí)，如果采用不同的施工順序，將會導(dǎo)致廊橋縱梁的彎矩產(chǎn)生不同的變化，而且不同的使用順序?qū)v梁彎矩的影響很大。與此同時(shí)對各個(gè)位置的影響也是不相同的，但是在設(shè)置后澆段之后，這種影響將會得到一定程度的降低[2]。

第三，在施工階段與成橋狀態(tài)下，如果采取全部先簡支，然后再連續(xù)澆筑的施工順序時(shí)，縱梁上緣各個(gè)位置的應(yīng)力基本上都是壓應(yīng)力，而立柱頂部分的壓力為拉應(yīng)力，但是這個(gè)拉應(yīng)力在混凝土所能承受的拉應(yīng)力范圍內(nèi)，沒有超出混凝土所能承受的拉應(yīng)力極限。但是若采取采用全部整體澆筑或者采用部分簡支然后連續(xù)的施工順序，縱梁上緣各個(gè)位置的應(yīng)力均為拉應(yīng)力，其最大的變化幅度已經(jīng)在-200以下，但是這時(shí)如果首先采用部分連續(xù)澆筑，然后再澆筑后澆段的施工順序，將會很大程度的降低后澆段的變化幅度。通過以上分析，可以看出，在施工階段與成橋狀態(tài)下，在不同的施工順序的影響下，縱梁上緣應(yīng)力將隨之發(fā)生不同的變化，若采用采取全部先簡支，然后再連續(xù)澆筑的施工順序，將可以對縱梁的應(yīng)力進(jìn)行很好的控制。

第四，分別進(jìn)行廊橋整體分析和上部建筑自重等效為集中力加在橋上分析，這兩種情況下，載荷基本上是相同的，但是產(chǎn)生的壓應(yīng)力、拉應(yīng)力以及位移數(shù)值均不同，存在一定的差距。在施工階段，與廊橋整體分析相比較，上部建筑自重等效為集中力加在橋上的位移以及拉應(yīng)力比較大，但是壓應(yīng)力沒有任何的變化；而在成橋狀態(tài)時(shí)，與與廊橋整體分析相比較，上部建筑自重等效為集中力加在橋上的壓應(yīng)力以及拉應(yīng)力比較小，但是位移卻比較大[3]。

第五，本文在研究拱橋廊橋施工順序變化對主梁受力影響時(shí)，主要是研究施工階段，在施工階段分析不同施工順序下，廊橋縱梁受力的影響。然而在成橋后，不管使用何種施工順序，縱梁最后都會構(gòu)成連續(xù)梁體系，而此時(shí)立墻頂部的負(fù)彎矩值，將會達(dá)到最大值，當(dāng)負(fù)彎矩值處于最大值時(shí)，對立墻頂部橋面進(jìn)行連續(xù)鋪裝，將會在反復(fù)牽拉的情況下，導(dǎo)致橋面鋪裝混凝土發(fā)生開裂的現(xiàn)象，隨著它的進(jìn)一步發(fā)展，將會逐漸有開裂變?yōu)榇蟮牧芽p，這時(shí)如果不及時(shí)對其進(jìn)行有效的處理，將導(dǎo)致裂縫越來越大，嚴(yán)重的情況下將會使橋面鋪裝上的水，沿著裂縫的縫隙不斷向下滲透，進(jìn)而對鋼筋產(chǎn)生腐蝕，對其耐久性產(chǎn)生破壞，因此，在進(jìn)行施工的過程中，應(yīng)當(dāng)對縱梁上緣的拉應(yīng)力進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這對于縱梁的持久使用和壽命延長是十分重要的[4]。

第六，如果采取全部先簡支，然后再連續(xù)澆筑的施工順序時(shí)，可以對縱梁上緣的拉應(yīng)力進(jìn)行有效的控制，使其保持在可以接受的范圍內(nèi)，但是如果采用全部整體澆筑，或者采用部分簡支然后連續(xù)的施工順序，縱梁上緣的拉應(yīng)力將不能得到很好的保障，其拉應(yīng)力極有可能超出規(guī)范的范圍。由此可見，在施工階段，與采用全部整體澆筑，或者采用部分簡支然后連續(xù)的施工順序相比，采取先全部簡支，然后再連續(xù)澆筑的施工順序，將更有利于縱梁的施工和后期的管理養(yǎng)護(hù)，對橋梁壽命的延長具有更大的優(yōu)勢[5]。

4 結(jié)語

本文以旬河廊橋?yàn)槔?，研究施工階段，使用不同施工順序時(shí)，廊橋縱梁的受力情況。根據(jù)研究結(jié)果，在施工階段，采取先全部簡支，然后再連續(xù)澆筑的施工順序，將更有利于縱梁的施工和后期的管理養(yǎng)護(hù)。但值得注意的是，本次研究主要是根據(jù)有關(guān)的模型進(jìn)行分析，沒有切實(shí)的進(jìn)行實(shí)地檢驗(yàn)，因此其數(shù)據(jù)可能存在偏差，但是正是通過對數(shù)據(jù)的分析和比較，可以看出不同的施工順序?qū)τ诳v梁的影響是很大的。因此，在以后的廊橋設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)對此方面進(jìn)行充分的重視。

參考文獻(xiàn)

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