摘要：本文作者根據自己多年的實際工作經驗，結合具體工程實踐對某連續剛構橋梁工程施工過程中扭轉預拱度的設置及分析影響扭轉效應的因素等相關問題進行分析探討，同時提出了自己的看法和意見，僅供參考。

　　關鍵詞：橋梁,預應力,曲線梁,扭轉預拱度

　　隨著我國高速公路事業的迅速發展，全國各地修建了大量的橋梁，其中一些橋梁由于線形及地形的要求而采用了曲線橋梁的形式。曲線橋梁相對于直線橋梁而言，最大的不同在于曲線橋梁存在“彎-扭”耦合作用，即當外荷載作用下，梁截面產生彎矩的同時伴隨著產生“耦合扭矩”作用，在產生扭矩的同時也伴隨著產生“耦合彎矩”作用。相應地，橋梁的豎向擾度變形與扭轉角之間也將產生耦合效應。因此曲線連續剛構橋的施工控制不僅要控制豎向撓度，而且還要控制扭轉角度。本文就此做一簡要論述。

　　1 工程概況

　　某大橋是一座多跨預應力連續剛構曲線梁橋，主跨布置為66米+3×120米+66米。分左右兩幅，全橋平面位于R=1125米的圓曲線上，立面位于R=3000米的凹型豎曲線上，縱坡2%。主梁采用單箱單室截面，變截面箱梁底板線形按2次拋物線變化，根部梁高6.8米，跨中梁高2.7米，單副箱梁頂板寬12米，為滿足超高要求在箱梁頂板設置3%的橫坡，因此本橋對線形的控制比直線梁橋更為復雜，為了保證橋梁施工成橋后符合設計要求和安全施工，需要進行實時監測橋梁的結構內力與變形情況，以保證橋梁的最終順利合攏。另外扭轉預拱度的設置與控制也是施工控制過程中應該考慮的重點問題之一。

　　2 撓度控制分析

　　連續剛構橋梁懸臂施工的特點是：已完成梁段的誤差無法調整，而未完成梁段的立模標高只與正裝模擬計算有關，與已完成梁段的誤差基本無關。這就決定了其控制方法應以預測控制為主，輔以后期修正。

　　示例橋的成橋線形是在施工過程中通過現澆各個節段的立模標高來控制的，在混凝土每一施工節段設立梁頂標高控制點，懸臂施工法每一節段施工的撓度控制包括三個關鍵工況標高控制：掛藍定位標高控制，混凝土澆筑后標高測控，預應力鋼束張拉后標高測控。

　　2.1 掛藍標高定位

　　安裝空掛藍的定位標高由設計標高與理論預拱度及相應的誤差調整值組成，這個標高對全橋的成橋線形起重要作用，選擇的掛藍及掛藍安裝位置的準確性都將對變形存在影響，并且在安裝的過程中錨雇點一定要緊固。

　　2.2 掛藍加載后標高控制

　　在混凝土濕重上去以后，應對該節段控制點進行標高測控，收集數據，校核理論分析時的計算參數的準確性并給予及時修正。

　　2.3 預應力鋼束張拉

　　預應力鋼束張拉以后將使梁段向上撓動并伴隨梁截面的扭轉，在分批張拉鋼束的時候每一小步都需要進行監測。張拉工作完成以后以實測的標高值與設計值再次比較修正計算參數。

 

　　3 影響扭轉效應的主要因素分析

　　3.1 曲率

　　曲線連續剛構橋的曲率對扭轉效應的效果用空間有限元軟件對左幅橋進行了模擬分析，施工過程中梁截面向外扭轉。扭轉角最大的截面出現在1/4截面附近，最大懸臂階段最大扭轉角為0.00046rad(0.0264度)，支點處扭轉角最大為0.000423rad((0.024度)，全橋的各個截面在最大懸臂施工階段的扭轉角度如下圖所示：

　　該扭轉作用可以使梁截面左右端產生0.6厘米的高差。從分析過程可以看出扭轉效應并不是很大，本橋的平曲半徑為1125米，相對來說是比較大的。隨著半徑的減少、曲率的增大，扭轉效應也會越來越大。在半經較小的曲線連續剛構梁橋上就要重視這個影響了。

　　3.2 高墩作用

　　左幅橋四個主墩2#墩與3#墩是高達71米的空心墩，1#墩與4#墩是厚度為1.5米的雙薄壁墩，高度達33米，這些柔性高墩將對梁截面的扭轉會產生較大的影響，通過不考慮高墩的作用，應用有限元分析得到的結果：梁截面扭轉角最大處也出現在L/4截面左右，扭轉角度相比要小很多，只有 0.0085度，這個扭轉作用使梁截面產生扭轉誤差最大只有0.2厘米左右。從這個分析可以看出，汽車荷載作用在橋面上會引起柔性高墩的扭轉，高墩扭轉反作用于梁截面，從而引起梁截面更大的扭轉。在曲線連續剛構橋工程實踐中要重視墩的高度與柔性對梁截面扭轉作用。

　　3.3 預應力

　　通過用有限元分析，張拉預應力鋼束階段將使梁截面產生較大的扭轉角，使梁截面向內扭動，將使外弧上扭而內弧下扭，而安裝掛藍與掛藍加載階段(施工荷載)產生的扭轉角非常的小，現選取L/4截面(28節點)處在各施工階段的預應力鋼束的扭轉效應及相應的恒載扭轉效應、施工荷載扭轉效應圖表如下，通過圖表比較得出：恒載扭轉效應、施工荷載扭轉效應是很小的，與鋼束的扭轉效應相比，恒載的扭轉效應、施工荷載扭轉效應幾乎可以忽略不計。因此在施工控制的過程中主要監測預應力鋼束張拉工況下扭轉角。

　　另外，還有其他一些諸如混凝土的彈性模量以及季節溫差與梁體的局部溫差，收縮徐變等等一些因素也將對梁截面扭轉產生作用，但這些因素與上述幾種主要因素相比甚小，而其理論分析與實踐控制又很困難。在這里就不做討論了。

　　4 結束語

　　1.本文使用灰色理論預測連續剛構梁橋節段標高誤差，通過工程實踐結果表明這種方法的可行性。

　　2.通過考慮與不考慮柔性高墩的作用對梁截面產生的扭轉效果比較得出：柔性高墩會對產生扭轉有較大影響，考慮高墩的扭轉效應比不考慮而將其直接作用固結懸臂根部后扭轉效應大幾倍，因此在曲線梁橋的施工控制中對墩的作用考慮是十分必要的。

　　3.曲線橋梁的曲率對梁截面的扭轉也是隨著曲率的變大而加劇的，因此在半徑較小的曲線梁橋上，該因素引起的扭轉效應不可忽略。

　　4.預應力鋼束張拉比施工荷載及恒載引起的扭轉效應要顯著的多。在施工過程中鋼束張拉工況的扭轉角的監測與調整是控制扭轉的關鍵。

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