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双幅连续刚构桥悬臂施工优化分析 李飞 余流 高璞 （中国建筑第六工程局有限公司，天津300451） 摘要：由于施工条件限制，西藏生格村大桥两幅箱梁不能采用完全对称的方式进行施工。一幅箱梁比另一 幅箱梁超前施工一个节段，并进行相应的节段预应力张拉。为了减少两幅箱梁纵桥向受力不同而产生的对 拱脚横梁及箱梁翼缘过大的拉力作用，并节省工期。对原定施工方案进行优化，在两幅箱梁分别施工到6# 节段和 5#节段时，统一施工 0#到 5#箱梁之间的横向联接。通过计算验证分析这种优化安全，使工期得到 保证。 关键词：不完全对称施工，等效荷载法，拱脚横梁，单元生死 1 工程概况 西藏昌都县生格村北大桥位于昌都县南侧，南、北横跨澜沧江，桥址区西岸为生格村， 东岸为农科所，是连接生格村和农科所及达因卡片区的重要交通枢纽工程。结构型式采用三 跨连续预应力混凝土刚构桥，跨径布置为45m+80m+45m＝170m，桥梁全长173.5m，桥梁总宽 23m，分为上下行两幅。两幅箱梁翼缘间的距离为1.5m。上部结构采用现浇预应力混凝土变 截面箱梁结构。生格村大桥总体布置图如图1所示。 在桥梁中亚分隔带处设置哈达型拱结构，拱为全钢结构形式，最高处为25m。拱截面采 用矩形，高度随拱线形变化而变化，宽 0.4m。立柱截面采用矩形，宽0.04m，高 1.2m。该 拱结构安放在上下两幅箱梁之间的拱脚横梁上。拱脚横梁如图2 所示。 图1 生格村大桥布置图（单位：cm ） 图2 拱脚横梁示意图 （单位：cm ） 2 工程难点 本工程两幅箱梁（左幅与右幅）的四个悬臂应同步施工，由于施工条件的限制，两幅箱 梁的施工进度至少错开两对梁段。由于工期较为紧张，不能采用两幅箱梁分别施工完毕后， 再进行拱脚横梁及哈达形拱结构的安装的方案。后优化的方案为左右两幅箱梁每一节段施工 完毕后，紧接着进行两幅箱梁之间对应拱脚横梁的安装。但由于两幅箱梁施工的不同步性及 预应力张拉的影响，会对中间的横梁及箱梁的翼缘产生拉应力，且随着悬臂的伸长，这些拉 应力会不断累加。若处理不当，则会产生裂缝，影响结构安全。因此还需要对箱梁悬臂施工 及拱脚横梁的施工进度进行合理安排，而如何安排施工进度，既不破坏结构的安全又在合理 的工期内完成施工，是本工程的难点。 3 双幅箱梁悬臂施工方案优化 由于施工条件限制，左右两幅箱梁不能采用完全对称的方式进行施工。一幅箱梁施工比 另一幅箱梁超前施工一个节段，并进行相应的预应力张拉。对于横梁的施工，建议在两幅箱 梁分别施工到6#节段和5#节段时，统一施工0#到5#箱梁之间的横向联接。本文拟采用大型 通用有限元软件ansys 对本工程双幅桥梁施工工况进行模拟，分析方案的合理性。 3.1 混凝土箱梁预应力筋的模拟 Ansys 建立预应力混凝土箱梁施工阶段模型的关键在于预应力筋的模拟。目前常用的模 拟预应力作用的方法为实体力筋法和等效荷载法。 3.1.1 实体力筋法 实体力筋法是指用solid65 单元模拟混凝土，用link8 单元模拟预应力筋。具体是先以 混凝土结构的几何尺寸创建实体模型，利用工作平面和力筋线拖拉形成的面将实体分割，将 分割后的体上的一条与预应力相同的线定义为预应力筋，模型最终形成许多复杂的体和预应 力筋，然后进行单元划分、施加预应力、荷载和边界条件后进行计算。而实体力筋法对于预 应力荷载的施加常用的有降温法和初始应变法。 （1）降温法 为link8 单元设置线膨胀系数，并给定初始温度，施加一个降温值，通过预应力钢筋的 收缩变形使预应力筋产生预压作用，来模拟预应力张拉对混凝土箱梁的作用。预应力筋的降 温公式为： ΔT P EAα （1） 其中 为力筋的降温值， 为预应力施加值； 为预应力筋的弹性模量。 为预应 ΔT P E A  力筋的截面面积； 为预应力筋的线膨胀系数。 （2）初始应变法 初始应变法即为给预应力单元设定一个初拉力，放松后使预应