大跨度连续刚构合龙顶推效应分析
客运专线多跨连续刚构桥合龙顺序对桥墩水平顶推位移影响研究
（ １ ） 原合 龙 方案 （ 简称 方 案 一 ） ： 采 取先 合 龙边 跨再 进 行 中跨 合 龙 的合 龙顺 序， 此合龙顺序是在两边跨各变为超静定体 系后 ， 限制边跨梁 的转角和竖向变形 ，进而 进行 中跨 合 龙 。这种合龙方案可准确地满足设计 的各项要求 。 （ ２ ） 改 后 的合 龙 方案 （ 简称 方 案二 ） ： 在先合龙 中跨情况下 ，由于结构 体系的不 同 及 水 平 顶 推 力 的变 化 ，会 比原 有 方案 对 结 构 内力 线形 有 一 定 的改 变 。 ２ ． ２ 计 算简 图 ‘ 两 种 合 龙 方 案包 括 由最 大 悬 臂 状 态 至 成 桥 阶 段结构计算简 图如图 １ ～图 ６ 所示。 （ １ ） 方案一 ： 主桥合龙过程 结构简图（ 见图 １ ～
梁 合 龙 过程 是 桥梁 结 构 体 系 转 化 的 过 程 ，使 得 连 续 梁 从 原 来 的 悬臂 Ｔ构 的静 定 结 构 转 化 为 连 续 的
中及边跨支点 ６ ０ ｅ ｍ、 按折线变化 ， 全梁在端支点 、 中跨中及中支点处共设置横隔墙。 梁体全长 ３ ２ １ ． ５ ｍ， 中支点处梁高 ７ ． ８ ５ ｍ，跨 中 ２ ． ０ ｍ范 围内及边跨 现浇段梁高为 ４ ． ８ ５ ｍ，梁 底 下缘 按 二 次 抛 物 线 变
化， 边 支 座 中心 至 梁端 ０ ． ７ ５ ｍ。
２ 两种合龙 方案计算 结构简 图
２ ． １ 合龙 方 案
超静定结构 ，合龙过程会伴随着结构 内内力重分 布 的过程 。多跨连续 刚构不 同的合龙顺序会对结 构 产 生 不 同 的 竖 向变 形 和 不 同 的 内力 重 分 布 。 同 时， 连 续 刚 构合 龙 时桥 墩 会 发 生 向 内侧 倾 斜 变 形 ， 如 果 成 桥 后 桥 墩 的 变形 超 出控 制 范 围 ，在 施 工 过 程 中和 运 营 过 程 中 ，桥 墩 外 侧 因混 凝 土 受 拉 而 开 裂破坏 ， 影响结 构的正常使用 。因此 ， 在多跨连续 刚构 施 工 中 ，研 究合 龙 顺 序 对 桥 墩 顶 推 水 平 位 移 影 响具 有非 常 重要 的意 义 。
大跨径连续刚构桥合拢顶推力优化方法
大跨径连续刚构桥合拢顶推力优化方法摘要：合拢顶推力对于大跨径连续刚构桥的合拢施工、成桥受力、主墩变形具有重要的调控作用。
本文基于设置连续刚构桥合拢顶推力的重要作用，提出了优化合拢顶推力的控制参数、控制目标及原则。
以具体工程为例，详细计算了设计合拢顶推力；并根据假设场景，进行了合拢顶推力调整计算；计算结果可靠，验证了本文合拢顶推力优化方法的准确性。
关键词：连续刚构桥；顶推力；优化；位移Closure Jacking Force Optimization Method of Long-span Continuous Rigid Frame BridgeWU Di，SONG De-yaAbstract：Closure jacking force of long-span continuous rigid frame bridge has an important regulatory role for closure construction，stress of completed bridge and main bridge piers deformation.This article is based on the important role of closure jacking force of long-span continuous rigid frame bridge，putting forward the control parameters，control objectives and principles of optimization method.In the case of specific project，calculate the designed closure jacking force.And according to the what-if scenarios，calculate the adjusted closure jacking force.The result of calculation is reliable，verifying the accuracy of optimization method of closure jacking force in this paper.Keywords：continuous rigid frame bridge；jacking force；optimization；displacement1.简介随着中国桥梁的大规模建设，连续刚构桥由于其优越的受力性能，良好行车舒适性，整体刚度大，造价低，施工技术成熟等优点被广泛的采用。
连续刚构桥合龙顶推力及锚下顶推混凝土受力分析
影 响顶 推力 大小 的因 素主要 有 以下 几点 ： 设 ① 计 技术 指标 ； 结构 类 型 ， 载类 型 ； 墩 身 、 ② 荷 ③ 梁体
刚度 ； 悬 臂段 累计 不 平衡 重 ； 上 部结 构 混凝 土 ④ ⑤
第 ７期
连续 刚构桥合龙 顶推力及锚下顶推混凝土受力分析
３ ５
连 续 刚构 桥 合 龙 顶 推 力 及 锚 下 顶 推 混 凝 土 受 力 分 析
位 东升
（ 中铁大桥局集 团武 汉桥 梁科 学研究院有限公司 ， 湖北 武汉 ４ ０ ３ ） ３ ０ ４ 摘 要： 结合广 珠铁路虎跳 门特 大桥工程 ， 分析 中跨合
２ 工 程 概 况
本文 工程 背景 及有 限元 模 型参数 见文 献 Ｅ］该 ４， 桥 主 梁 为 （２ ＋ ２８ １０ １０ ４ ＋ ２ ）ｍ 大 跨 度 连 续 刚构 结
构， 主梁 采 用单 箱 双 室 截 面 ， 分 １ ７个 节段 ， 共 ０ 中跨
的收缩 徐变 ； 环境 温度 、 ⑥ 梁体 温 度及合 龙 温差 。
３ ２ 顶推 力大小 确定 ．
该桥 为 （２ ＋２８ １０ １０ ４ ＋ ２）ｍ 大跨 度 连续 刚 构 一 柔性 拱 组合结 构 ， 采用 先梁 后拱 的施 工工 艺 ， 主梁是 结构 的主要 承重 构件 。设计 时速 为 １ ０ｋ 单线 铁 ２ ｍ， 路 桥 。主墩采 用 双薄壁 墩 ， 墩柱 高 ２． 壁厚 ２４ ５０ｍ， ．
３ 合龙顶推力计算分析
顶 推力 的大 小 和墩顶 顶推 位移 量决定 了后 期运 营过程 中梁 体线 形 和 内力 是 否 合 理 ， 结 构 寿命 具 对
例析高墩大跨连续刚构桥合拢顶推力确定
例析高墩大跨连续刚构桥合拢顶推力确定0 引言由于连续刚构能明显降低结构高度而且具有外形美观、整体性能好等显著优点，在桥梁工程中被广泛采用。
但是，由于混凝土收缩、徐变、温度变化等都会对结构产生一定的附加内力，特别是对温度的敏感程度较高，在合龙段施工过程中，合龙时的实际温度同设计温度可能会有偏差，该温差将会使梁体产生位移，引起主墩产生水平偏位，产生二次应力。
同样，后期的收缩徐变也会使梁体产生竖向挠度和水平位移以及附加内力，造成主墩的偏位，影响了桥梁的美观和行车的舒适性，同时对主墩的受力产生不利影响。
对高墩大跨连续刚构桥，顶推力的大小与水平位移量有关。
本文以某在建连续刚构桥为研究对象，开展了高墩连续刚构桥合龙顶推力确定的探索。
1 工程背景某在建连续刚构桥全长372m，桥跨布置为96m+180m+96m。
上部箱梁为变截面单箱单室断面，采用纵向、横向和竖向三向预应力体系。
从悬臂端到0 号块根部箱梁高度和底板厚度均按1.8 次抛物线变化。
主墩由双肢薄壁墩+箱墩组成，薄壁墩为矩形空心截面，双肢薄壁墩之间设一道系梁，墩身上部端与箱梁0号梁段固接，下部端箱墩固结，箱墩下部与承台固结。
墩高分别为146m、142.1m。
本桥采用悬臂浇筑施工，0#块在临时支架上进行浇筑，1～20#节段利用挂篮悬臂浇筑，而后进行边跨、中跨合龙。
结构分析采用MIDAS—CIVIL 有限元程序，计算采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JT G D62- 2004）。
全桥共划分196个单元，200个节点。
其中上部结构单元106 个，桥墩单元90 个，墩顶节点与对应箱梁节点刚性连接。
全桥共划分53个施工阶段。
2 顶推的作用通过理论计算及工程实际应用可知，改善因长期荷载作用下混凝土收缩、徐变及温度效应对连续刚构桥墩柱受力及变位产生的不利影响是顶推力设计的首要目的。
连续刚构桥可以使用千斤顶改善合龙段受力情况，一般只在中跨合龙时适当使用，其主要作用是：首先，改善温度对合龙的影响。
大跨度连续刚构合龙顶推效应分析
大跨度连续刚构合龙顶推效应分析摘要：以龙藏沟特大桥为例，介绍了连续刚构桥合龙顶推力的计算及对成桥状态的有利影响。
关键词：连续刚构桥；合龙；顶推力1 引言连续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥，其综合了T型刚构桥在悬臂施工中保持体系平衡的特点，又吸收了连续梁桥在整体受力上能承受正负弯矩的优点，所以在工程实践中得到了广泛应用。
连续刚构桥一般应用于大跨度桥梁，由于整个结构属于多次超静定结构，因而由预加应力、混凝土收缩徐变和温度变化所引起的结构纵向位移将在体系中产生较大的次内力，对箱梁及主墩的受力产生不利影响。
在合龙的施工过程中，合龙时的实际温度同设计温度可能会有偏差，此温差也会使梁体产生位移，引起主墩偏位，产生次内力。
为了消除上述的不利影响，可以在连续刚构桥梁进行跨中合龙时，对梁体施加一个朝向桥台的水平推力，使桥墩产生一个预偏位来抵抗结构由于收缩徐变、合龙温差等引起的不利影响，改善箱梁应力，并能有效减小桥墩根部弯矩，改善桥墩受力。
2 工程简介2.1 工程背景龙藏沟特大桥为张掖至河南公路同仁至多福屯段公路工程拟建的特大桥。
桥长1467m，全桥共9联，5×40+（67+125+67）+4×40+3×40+3×（4×40）+2×（3×40），第2联采用预应力连续刚构结构型式，本文以龙藏沟特大桥的第二联进行合龙顶推效应分析。
2.2 桥梁结构参数上部结构为单箱单室直腹板预应力混凝土箱梁。
箱梁顶宽10m，底宽6m，悬臂长度2m。
合拢段中心梁高2.6m，顶板厚度0.28m，底板厚度0.32m。
0号块根部梁高7.6m，顶板厚度0.28m，底板厚度1m。
箱梁梁高、底板厚自根部至跨中按1.8次抛物线变化。
刚构墩为实体双薄壁墩，墩高分别为83m、73m。
本桥采用悬臂施工，共15个悬臂现浇段。
箱梁和桥墩均采用C50混凝土，预应力筋采用低松弛高强度钢绞线，单根钢绞线直径Φj=15.2mm，钢绞线面积139mm2，fpk=1860MPa，弹性模量EP=1.95×105MPa。
刚构－连续组合桥合龙施工顶推力研究
刚构－连续组合桥合龙施工顶推力研究潘浩【摘要】大跨度刚构－连续组合桥悬臂施工合龙时，受诸多因素影响，需通过施加顶推力的方式对桥梁结构线型进行调整，以达到最优的成桥状态。
以某（72＋3×128＋72）m高墩大跨刚构－连续组合桥为工程背景，基于刚构桥顶推合龙工序，建立该桥施工仿真有限元模型，考虑温度变形和收缩徐变对墩顶变形的影响，对实际桥墩刚度及约束条件下的施工顶推力进行研究。
研究结果表明：高温合龙及收缩徐变均会造成梁体工后缩短并引起墩顶位移，需在合龙前进行顶推；桥墩刚度及约束条件对顶推力均存在较大影响；综合考虑合龙温度、收缩徐变及桥墩刚度等因素确定的合理顶推力有效控制了梁体纵向变形，合龙误差满足相关要求。
【期刊名称】《湖南交通科技》【年(卷),期】2016(042)003【总页数】4页(P112-115)【关键词】刚构-连续组合桥;合龙施工;温度变形;收缩徐变;顶推力【作者】潘浩【作者单位】湖南路桥建设集团有限责任公司，湖南长沙 410004【正文语种】中文【中图分类】U448.21+6刚构-连续组合具有受力合理、构造简单、易于维护、造价低等特点，广泛应用于我国山区公路及跨河道路[1]。
大跨度刚构-连续组合常采用悬浇法对称施工，并在各悬浇块末端进行合龙施工，以形成全桥结构体系。
刚构桥合龙施工工序较为复杂，主要工序包括压重、安装合龙段劲性骨架、浇注合龙段混凝土、张拉预应力等[2-6]。
而对于高墩大跨刚构-连续组合桥，其温度变形及收缩徐变效应明显，需采用顶推方式对其进行补偿。
本文以某(72+3×128+72)m高墩大跨刚构-连续组合桥为依托，综合考虑温度变形和收缩徐变对墩顶变形的影响，研究实际桥墩刚度及约束条件下的刚构-连续组合桥合龙施工顶推力。
某山区高速公路预应力混凝土刚构-连续梁组合体系桥梁跨径组合为(72+3×128+72)m，桥面宽度15.5 m，采用单箱单室截面，墩顶梁高7.2 m，跨中梁高3.2 m，桥型布置图见图1。
高墩大跨连续刚构桥合龙施工预顶力及预顶效应研究
ｘ Ａ＋ ｒｚ） １ 一＋ｚ 一 Ｊ ｄ 一 ｚ辩 ｚ毫 ：
式 中： Ｆ为支座 摩擦 力 。
根 据 叠加法 的原 理可 得 出桥 梁结 构计 算模 型在
线 。将表 １中某 连续 刚构桥 的截面抗 弯惯 性矩 工 用 三次 多项式 拟合 ， ： 得
工 一 一 ０ Ｏ ｌ 。 ０ ９ ７ 。 ０ ４ １５ ． １ ｘ ＋ ． １ ｘ 一 ． ３ ｘ＋
△一 ．Ｖｓ ［ （ 脒 ∑ｆ ／ 一 ２ Ｐ ／２ ＋ 一 瓦 ￣ｄ
盍 ２ ０ ０
丕 暄 １０ ５ １０ ０
Ｏ １ ３ ５ ７ ９ １ １１ ３１ １ ６１ ８ ２ ４ ６ ８ Ｏ１ ２ １ ４ ５ １ ７１
铽 ５ Ｏ
２畿 一
式 中： １ 为墩 高 ； 为桥墩 刚度 。 Ｉ 桥 墩预 顶 的位移
的基础 上有 了扩展 ， 但连 续 刚构 的变截 面 、 刚度 的 变
度 ， 还会 产生 一个 附加弯 矩 Ｐ （ 为预顶 力 与墩顶 故 ｅｅ 截面 形心 的竖 直高 度 ） 。计 算模 型 如 图 １所示 。
叩
特性、 轴力 影 响及力 的传 递路 径均 被 忽略 ， 刚度积 且 分 计算 较 复杂 。 该 文 主要 研究 高墩 大跨 连续 刚构 桥预 顶位 移 的
一
桥 墩 弯矩 和主 梁预 拱 度 值 进 行 预顶 效应 分 析 ， 成 使 桥 后 结构使 用 状态 下 的 内力 处 于合 理 范 围 ， 确保 桥
梁 使用 安 全 。
ｚ ， 墩 高度 为 ｚ， 面 面积 为 Ａ ， 主墩 桥 ） 截 Ｅ 为
１ 理 论 模 型 计 算 确 定 预 顶 力
大 次 内力 ， 桥 梁 稳 定性 与安 全 不 利 。可 采用 在 合 对
高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力
汇报人：日期:CATALOGUE目录•概述•高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力理论•高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力计算方法•高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力影响因素分析•高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力优化设计研究•结论与展望概述背景介绍高墩大跨连续刚构桥是一种常见的桥梁结构形式，具有跨越能力强、施工方便、造价低等优点，广泛应用于山区高速公路和城市桥梁建设中。
合龙顶推力是高墩大跨连续刚构桥施工过程中的一个关键问题，涉及到桥梁的结构安全、施工质量和施工效率。
由于高墩大跨连续刚构桥的墩高、跨度较大，合龙顶推力的确定和控制变得更加困难，因此需要对其进行深入的研究。
研究意义合龙顶推力的合理确定和控制可以提高施工效率，降低施工成本，为桥梁的建设提供更加科学和可靠的依据。
研究高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力还可以为其他类似桥梁结构的施工提供参考和借鉴。
通过研究高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力，可以更好地控制桥梁的施工过程，保证桥梁的结构安全和施工质量。
研究现状目前，对于高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力的研究已经取得了一定的进展，但仍然存在一些问题需要进一步研究和探讨。
一些研究主要关注于理论分析和数值模拟方面，对于实际施工过程中的影响因素和变化情况考虑不足。
另外，目前对于合龙顶推力的控制标准和方法也存在着不同的看法和争议，需要进一步研究和探讨。
02高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力理论顶推力计算模型顶推力模型公式推导顶推力模型验证顶推力模型建立桥墩高度对顶推力的影响跨度对顶推力的影响顶推力与桥墩高度、跨度关系结构形式对顶推力的影响结构细节对顶推力的影响顶推力与桥梁结构形式关系03高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力计算方法1有限元法23采用自适应控制方法，通过不断调整施工控制参数，使连续梁桥的线形和受力状态达到或接近设计目标。
连续梁桥的施工控制方法建立有限元模型，对桥梁进行离散化，并考虑材料的弹性、塑性、蠕变等特性，以准确模拟桥梁的施工过程。
有限元模型考虑施工方法、材料特性、边界条件等因素对高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力的影响。
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大跨度连续刚构合龙顶推效应分析
摘要：以龙藏沟特大桥为例，介绍了连续刚构桥合龙顶推力的计算及对成桥状态的有利影响。
关键词：连续刚构桥；合龙；顶推力
中图分类号：u448.23 文献标识码：a 文章编号：1671-3362（2013）05-0142-02
1 引言
连续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥，其综合了t型刚构桥在悬臂施工中保持体系平衡的特点，又吸收了连续梁桥在整体受力上能承受正负弯矩的优点，所以在工程实践中得到了广泛应用。
连续刚构桥一般应用于大跨度桥梁，由于整个结构属于多次超静定结构，因而由预加应力、混凝土收缩徐变和温度变化所引起的结构纵向位移将在体系中产生较大的次内力，对箱梁及主墩的受力产生不利影响。
在合龙的施工过程中，合龙时的实际温度同设计温度可能会有偏差，此温差也会使梁体产生位移，引起主墩偏位，产生次内力。
为了消除上述的不利影响，可以在连续刚构桥梁进行跨中合龙时，对梁体施加一个朝向桥台的水平推力，使桥墩产生一个预偏位来抵抗结构由于收缩徐变、合龙温差等引起的不利影响，改善箱梁应力，并能有效减小桥墩根部弯矩，改善桥墩受力。
2 工程简介
2.1 工程背景
龙藏沟特大桥为张掖至河南公路同仁至多福屯段公路工程拟建
的特大桥。
桥长1467m，全桥共9联，5×40+（67+125+67）+4×40+3×40+3×（4×40）+2×（3×40），第2联采用预应力连续刚构结构型式，本文以龙藏沟特大桥的第二联进行合龙顶推效应分析。
2.2 桥梁结构参数
上部结构为单箱单室直腹板预应力混凝土箱梁。
箱梁顶宽10m，底宽6m，悬臂长度2m。
合拢段中心梁高2.6m，顶板厚度0.28m，底板厚度0.32m。
0号块根部梁高7.6m，顶板厚度0.28m，底板厚度1m。
箱梁梁高、底板厚自根部至跨中按1.8次抛物线变化。
刚构墩为实体双薄壁墩，墩高分别为83m、73m。
本桥采用悬臂施工，共15个悬臂现浇段。
箱梁和桥墩均采用c50混凝土，预应力筋采用低松弛高强度钢绞线，单根钢绞线直径φ
j=15.2mm，钢绞线面积139mm2，fpk=1860mpa，弹性模量ep=1.95×105mpa。
3 合龙顶推力的计算及影响分析
3.1 建模参数
结构分析采用桥梁博士计算程序，全桥划分为195个单元，216个节点，其中上部结构单元91个，桥墩单元104个。
墩顶节点与对应箱梁节点钢性连接，墩底固接，两边跨设置竖向支撑。
全桥分为54个施工阶段，结构重要性系数1.1，车辆荷载等级为公路—ⅰ级。
全桥按照对称悬臂浇筑、边跨合龙、中跨合龙的顺序施工。
桥梁模型如图1所示。
3.2 分析思路
首先按照中跨合龙时不施加顶推力，用桥梁博士计算软件计算出正常使用极限状态设计时，作用长期效应组合下两个双肢薄壁墩顶形心处的相对位移量δ，用式（1）计算应该施加的顶推力p，公式中各项参数如图2所示。
式（1）为近似计算公式，会有一定偏差。
之后重新建模，在中跨合龙阶段施加顶推力p，重新运行程序进行计算，计算出正常使用极限状态设计时，作用长期效应组合下两个双肢薄壁墩墩顶形心处的相对位移量δ’，当δ’大于δ时，减小水平推力p的值，当δ’小于δ时，增大水平推力p的值，当|δ’？δ|/δ<0.05时，认为此时施加的水平推力p可以消除成桥后由于合龙温差、收缩徐变等引起的不利影响。
p= 24ei1i3δ/（i3l11+i1 l3）3 （1）式中 l1、l3——为薄壁墩的净高；
i1、i3——为薄壁墩的惯性矩；
e——为薄壁墩混凝土的弹性模量；
δ——为薄壁墩墩顶之间的相对位移
3.3 顶推力计算结果
在中跨合龙的实际顶推过程中，受箱梁结构所限，无法在箱形截面形心处施加顶推力，顶推力是在腹板梗肋处施加。
顶推力施加位置如图3所示。
可以通过调整四个顶推点力的大小，保证四点合力对箱形截面形心处力矩为0，不产生对截面形心的附加弯矩。
在合龙不施加顶推力的情况下，左墩双肢薄壁墩顶形心处的位移为28.8mm，右墩双肢薄壁墩顶形心处的位移为？30.5mm，由式（1）
计算出顶推力p为1210kn，再通过反复试算，最终求得理论顶推力为1300kn。
表1列出了施加不同的顶推力，对结构的作用结果。
从表格中可以看出当中跨合龙时，顶推力设置为1300kn时，有效的改善了墩底弯矩，双墩的墩底弯矩减小了约51%，同时也有效的提高了箱梁下缘压应力储备，改善了箱梁的应力分布，提高了结构的安全储备。
4 结论
大跨径混凝土连续刚构桥在中跨合龙时施加顶推力，以使桥墩产生一个预偏位，来消除桥梁结构的收缩徐变、合龙温差等因素对桥梁结构的不利影响，在实际工程实践中应用广泛。
本文通过对龙藏沟特大桥连续刚构段中跨合龙设置不同顶推力
的计算结果进行计算分析，总结了以下三点：
（1）设置合理的顶推力可以有效的减小桥墩根部弯矩，降低桥墩应力水平，改善桥墩受力状态，同时也可有效的提高箱梁下缘压应力的安全储备。
（2）通过计算结果可以看出，按照式（1）对顶推力进行的估算与有限元计算终值基本吻合，说明该公式作为一种简便的力学计算方法，可以采纳。
（3）本文在顶推力计算过程中，是通过消除墩顶水平位移来计算的合龙顶推力，还有学者研究提出用消除主梁拉力法来计算合龙顶推力。
在计算连续刚构桥梁时，不同的合龙顺序，也会对结构产生不利影响，桥梁设计工作者在进行计算时需要针对不同的工况进
行计算分析。
参考文献
[1] 刘效尧，徐岳.梁桥[m].北京：人民交通出版社，2011.
[2] 邹毅松，单荣相.连续刚构桥合龙顶推力的确定[j].重庆交通学院学报，2006（4）.
作者简介：张丹华（1980-），男，工程师；廖瑾（1986-），女，助理工程师；漆礼慧（1987-），女，助理工程师。
（编辑：蒋东旭）。