连续刚构桥预拱度的设置
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【摘 要】连续刚构桥设置纵坡及横坡后，其纵向高差和横向高差较大，在施工过程中，箱梁平、纵面线形及标高又受一期恒载、预应力、二期恒载、结构体系转换、挂篮自重及变形、墩身压缩、前期收缩、徐变、环境温度和气候、施工中的平衡重和配重等因素的影响。因此，连续刚构桥在施工过程中预拱度的设置尤为重要。
【关键词】连续刚构桥；预拱度
1、影响预拱度的因素
连续刚构预拱度分为施工预拱度和成桥预拱度，设置施工预拱度主要为了消除施工过程中各种荷载对成桥线形的影响，设置成桥予拱度主要为了消除后期运营过程中后期收缩、徐变、后期预应力损失及汽车荷载对桥面线形的影响。
连续刚构桥施工预拱度的主要影响因素
预拱度 影响因素 预拱度 设置方向 预拱度设置 方法
预
拱
度 施
工
预
拱
度 一期恒载 + 通过正装计算，施工阶段模拟，逐段计算
预应力 -
二期恒载 +
结构体系转换 +，-
挂篮自重及变形 +
墩身压缩变形 +
前期收缩、徐变 -，+
温度影响 +或-
墩顶转角影响 +或-
施工临时 +或-
支架弹性，非弹性变形 -
采用挂篮悬臂浇筑连续刚构桥，其成桥预拱度应考虑下表所列因素的影响：
预拱度 影响因素 预拱度设置方向 预拱度设置方法
预拱度 成桥预拱度 后期收缩、徐变 +，- 曲线分配法计算
1/2 +
“+”表示向上设置预拱度，“-”表示向下设置预拱度。
2、设置施工预拱度的原理、计算方法
2.1 结构自重（一期恒载）作用预拱度的设置
结构自重的计算方法是本阶段块件生成后及以后各阶段对本阶段挠度累计值，特点是先浇阶段已完成本身自重变形，不再对后浇阶段产生影响，虽然合拢段与悬浇阶段单项挠度计算方法不同，但计入方法是相同的，可用通式表达：
∑f1i=f1i+f1i+1+……f1n
2.2 预应力作用下预拱度的设置
本阶段纵向钢束及后浇阶段纵向钢束张拉对该点挠度影响值
∑f2i=f2i+f2i+1+……f2n
2.3 二期恒载作用预拱度的设置
二期恒载即桥面铺装、防撞护栏等作用在成桥结构上，将计算所得挠度值反向设置。
2.4 结构体系转换的预拱度的设置
结构体系转换时，一般采用平衡重、配重、顶推等方式，平衡重与合拢段等量置换的那部分平衡重，随着合拢段砼浇筑同步卸除，设置预拱度时应剔除其影响。
但是为了调整合拢段两端标高而设置的附加配重在合拢段砼达到规定的强度后才卸除，其作用在合拢前后的不同体系上，卸载前后对桥梁的影响不能抵消，应充分考虑。
为了改善桥墩受力及在合拢时其场地温度高于设计合拢温度时，为满足设计合拢温度要求，采取顶推方式，以改善桥墩及上部结构受力性能和应力状态。在顶推时，会使各截面产生挠度，这部分挠度变形在设置预拱度时应考虑。
2.5 挂篮自重及变形
2.5.1 挂篮对已浇阶段产生弹性变形，但拆除挂篮后，变形即恢复，不必考虑其影响；
2.5.2 现浇阶段，由于本阶段刚度未形成，节段自重由挂篮来承担，挂篮在节段砼自重的作用下，产生挠曲变形，现浇阶段砼产生相同变形，这一变形在挂篮拆除后不可恢复。因此，必须计入这部分变形的影响。其值一般由现场压力试验确定（压力与变形曲线）
2.6 墩身压缩变形
大跨度连续刚构桥悬臂较长，施工荷载大，如果墩高较高，墩身会产生较大压缩量，在挠度计算时应计入墩身弹性压缩的影响。
2.7 前期收缩、徐变影响
现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定：“预应力混凝土受弯构件当需计算施工阶段变形时，可按结构自重和预应力产生的初始弹性变形乘以﹝1+ф（t，t0）〕求值。”
前期徐变即施工阶段徐变，可按规范计入。
收缩按规范规定计入。
2.8 温度影响
在连续刚构桥分段施工过程中，其几何线形的实测值中都包含温度作用的影响，尽管测量时间选择在温度较稳定的时段，如深夜或凌晨，但是，很难避免日照温差的复杂影响。一般的，大气升温时，悬臂端下挠，大气降温时，悬臂端上升。日照温差对悬臂端挠度的影响，可以通过各施工阶段温度敏感性分析得到结构随温度改变的变形曲线，根据实际温度变化进行插值计算，对结构变形进行修正，即：
HTi=Hi+fti
fti： ：温度修正值
连续刚构桥施工过程中，为了进一步摸清箱梁截面温度及温度在截面上的分布规律，有必要每月选择有代表性的天气（晴、雨、阴、寒流）进行24小时连续观测，以准确掌握温度变化规律，然后根据测量结果进行温度修正。
均匀温度作用对挠度的影响、主要取决于梁体温度与设计合拢温度是否相符合，悬臂施工阶段，结构为静定体系，而合拢后为超静定体系，连续刚构桥以柔性薄壁墩适应温度纵向变化，若梁体温度与设计合拢温度不相符合，即产生温度的变形，因此，计算年温差引起的变形，应以边跨合拢时计入其影响。
2.9 墩顶转角影响
高墩大跨连续刚构桥在悬臂施工过程中，特别是长悬臂时，荷载不可能严格对称，由此引起的墩顶水平位移、转角，对挠度影响不容忽视。
2.10 施工荷载的影响
施工荷载属临时荷载，在后续阶段卸除，因此，临时荷载引起的墩身压缩，挂篮自重产生的挠度，温度梯度影响，都应在立模标高中剔除其影响，但配重由于作用在不同的结构体系上，其影响不能剔除。
3、设置成桥预拱度原理及方法
目前，由于对混凝土徐变的计算，不论是老化理论，修正老化理论还是规范规定的计算方法，都难以正确地估算混凝土徐变的影响，在施工中对这一影响不直接识别、修正，通常是用以往建成的同类跨径的下挠量来类比的，并且通过立模标高的预留来实现的。因此，成桥预拱度合理设置尤为重要。
3.1 后期收缩、徐变影响的估算
根据近几年来工程实践检验，后期混凝土收缩、徐变对中孔跨中挠度影响约为L/500～L/1000（L：中孔跨径），边孔最大挠度一般发生在3/4L处，约为中孔最大挠度1/4。另外，连续刚构桥边中跨比例0.52～0.6，桥墩采用柔性墩。在后期运营中向跨中方向产生位移，刚构墩、梁固结，由变形协调可知，转角位移使边孔上挠。中孔跨中下挠。因此，边跨成桥预拱度一般设置较小，在3/4L处设置fc/4预拱度（fc：中孔跨中成桥预拱度）。
3.2 曲线分配
在中孔跨中fc确定后，中孔其余各点按y=fc/2（1-cos（2πx/L））进行分配。
边孔3/4L处成桥预拱度取中孔跨中成桥预拱度fc的1/4，边孔其余各点按余弦曲线分配。
参考文献：
[1]预应力混凝土连续刚构桥预拱度的设置与控制 张桃，肖盛燮，陶韬