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先简支后连续结构体系施工工序优化 　　摘 要：本文结合一座典型装配式部分预应力混凝土连续箱梁桥为研究工程背景，分析关键截面的应力、挠度随不同施工工序的变化情况，采用优化技术来寻找合理的、最优的施工工序。 　　 关键词： 先简支后连续结构体系施工工序 优化技术 组合箱梁 　　1 引言 　　 近年来，随着我国高速公路建设的飞速发展，出现了大批长桥，如高架道路、跨越海湾和湖泊的桥梁等，有的桥梁总长达到数十公里。这些桥梁对跨径并没有特殊的要求，而从经济性考虑则多选用中、小跨径桥，而一些大桥的引桥也常常采用中小跨径桥。由于现浇连续梁的施工复杂繁琐、费工费时，但高速公路又要求桥梁具有较好的连续性能、较少的伸缩缝构造等，以提供高速、平稳、舒适的行车条件，所以人们一直希望将简支梁的批量预制生产和连续梁的优越性能结合起来，实现用梁或板批量预制生产的方式来加快连续梁的建设速度，同时省去繁琐的支模工序。先简支后连续施工方法即是在这一情况下应运而生的，也即将整跨梁预制、架设就位后，在支座处通过现浇接头、待混凝土强度达到规定值后张拉预应力实现结构连续的方法。同时，“先简支后连续”的含义也在不断扩展不仅包含了早期的桥面连续、桥面板连续、普通钢筋实现结构本身的连续、使用预应力实现结构本身的连续等内容；而且含盖了利用钢梁或混凝土梁作为简支构件，在现浇混凝土板内利用预应力实现结构连续的钢－混凝土组合梁桥的后连续问题；“后连续”的内容也从最早的纵向连续扩展到横向上桥面板的连续问题（使用普通钢筋或预应力筋）。一直以来，设计和施工单位对先简支后连续结构体系的后连续工序存在着分歧，设计施工图上的施工工序常常因现场的实际条件而改变，出现设计方提出的施工工序最终被其他工序所替代的情况。这主要是对先简支后连续结构体系的后连续施工工艺缺乏力学特性的认识。同时，许多施工单位对临时支座的拆除过程的“优化、合理”这一概念没有足够的认识，大多是随机的拆除，不注意拆除的顺序。事实上临时支座的拆除和临时支座的设计具有同样的意义，况且支座的拆除对施???组织来说并没有多大的困难，优化的结果有较强的可操作性。 　　2 优化原理 　　 所谓最优，系指在满足某种限制的条件下达到给定目标的最佳效果。目标函数是设计变量的函数，是优化追求的目标。在常规的优化设计中，目标函数一般取为结构的重量最轻或结构的造价最少。但在对施工工序优化时，追求的目标是避免一些点的应力、位移在某一种工况下之间变化太大。合理、最优的工序应该系指满足施工建设速度快、人力以及设备资源利用合理等条件下，使结构体系中的一些点尤其是关键点的应力、位移变化最为均匀的施工顺序。对于先简支后连续结构体系的施工工序优化主要包括端部浇筑和后连续预应力筋的张拉顺序和临时支座拆除顺序。 　　 先简支后连续结构体系施工工序的关键问题就是如何最大限度的保证后连续端部的顶面抵抗桥面裂缝的效果，即如何保证后连续端部储存最大的弹性压缩量，以此来抵抗二期恒载和活载引起的支座处桥面板的负弯矩，从而达到连续梁的效果。本文主要讨论以下几个工序，以确定合理的端部浇筑和预应力筋张拉顺序： 　　 1.简支梁架设完毕后，端部材料一起浇筑，由一端部开始依次向另一端部逐渐张拉后连续预应力筋； 　　 2.简支梁架设完毕后，端部材料一次性浇筑，采用隔跨张拉预应力筋，即先张拉1＃、3＃端部，而后张拉2＃、4＃端部； 　　 3.简支梁架设完毕后，端部材料一次性浇筑完毕后，对称张拉预应力筋，即先张拉1＃、4＃端部，而后张拉2＃、3＃端部； 　　 4.浇筑一个端部后，待到混凝土强度达到规定值后张拉，而后浇筑第二个端部，而后张拉第二个端部的连续预应力筋，依次类推； 　　 5.对称浇筑，对称张拉，即先浇筑1＃、4＃端部，当混凝土达到设计强度以后，张拉后连续预应力筋；而后浇筑2＃，3＃端部，当混凝土达到设计强度以后张拉预应力筋； 　　 6.隔端浇筑、隔端张拉，即先浇筑1＃、3＃端部，张拉预应力；而后浇筑2＃、4＃端部，张拉预应力筋； 　　 7.先浇筑1＃、4＃端部，当混凝土达到设计强度以后，张拉后连续预应力筋；接着浇筑2＃端部，当混凝土达到设计强度以后张拉预应力筋。而后浇筑3＃端部，当混凝土达到设计强度以后张拉预应力筋。此施工顺序即是本工程实例的施工顺序。 　　 　　 　　 　　图1 施工工序优化各端部和各张拉预应力筋示意图 　　 先简支后连续结构体系的施工由于要经过体系转换过程，因此涉及到临时支座的拆除这一特定的工序。原设计中临时支座采用硫磺砂浆制作，临时支座熔化时应防止高温影响永久支座质量。临时支座顶面应以永久支座顶面保持齐平，以保证永久支座与混凝土接触但不受力，永久支座顶面钢板直接与接头混凝土底部浇在一起。但这种临时支座会带来箱梁底部烧伤、影响美观等一