大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工控制

趙龍江，王海彥，曹書生

(天津海濱大道建設(shè)發(fā)展有限公司，天津 300457)

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工控制

趙龍江，王海彥，曹書生

(天津海濱大道建設(shè)發(fā)展有限公司，天津 300457)

某大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋跨度組合為(90+160+90)m，原計劃采用常規(guī)的懸臂澆筑方式施工。受工期的制約，首先采用加大節(jié)段長度的辦法以減少懸臂施工節(jié)段數(shù)目，后又采用懸臂施工結(jié)合支架澆筑的施工方式，以滿足工期的要求，這些措施都加大了施工監(jiān)控的難度。本文對該橋的監(jiān)控工作進行了簡介，希望為同類工程所借鑒。

預(yù)應(yīng)力 混凝土 連續(xù)梁橋 施工控制

1 工程概況

某大跨度連續(xù)梁橋跨度組合為(90+160+90)m，上部結(jié)構(gòu)型式為變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，見圖1。

箱梁采用直腹單箱雙室截面，主跨支點處梁高9.5 m，跨中梁高3.5 m，梁高按1.6次拋物線變化。箱梁底板寬12.5 m，箱頂寬20.5 m，箱梁翼緣寬度每側(cè)4 m，頂板厚一般為35 cm，中墩支點處70 cm;箱梁腹板厚一般取50 cm，中墩支點與邊墩支點附近線性變化為80 cm。箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系。

圖1 大橋概圖(單位：m)

大橋設(shè)計之初按常規(guī)的懸臂澆筑施工工法考慮，除0#塊、合龍塊、邊跨現(xiàn)澆段，共設(shè)22個懸臂節(jié)段，塊段組成為5×200 cm+6×300 cm+4×350 cm+7×400 cm。由于各種原因，大橋施工滯后，為保證工期要求，對設(shè)計進行了調(diào)整，除0#塊、合龍塊、邊跨現(xiàn)澆段不變外，調(diào)整為17個懸臂節(jié)段，塊段變?yōu)?50 cm+300 cm+350 cm+4×400 cm+10×450 cm。當懸臂施工至7#塊時，由于工期要求，改為8#～10#塊仍按懸臂施工，11#～17#塊采用滿堂支架施工。

修改施工工序的初衷是，8#～10#塊按懸臂施工的同時，11#～17#塊采用滿堂支架施工，這樣當10#塊施工完成后，11#～17#塊也在支架上施工完畢，可以直接進行后續(xù)合龍施工，從而達到縮短工期的目的。然而由于11#～17#塊在支架上施工的立模高程必須先于10#塊(實際為8#塊)施工前予以確定，這就造成一旦出現(xiàn)10#塊施工完畢后10#與11#塊高程差異過大的問題，將無法彌補，因此對11#～17#塊立模高程的設(shè)定要求很高。

采用懸臂施工法施工，大橋從施工至成橋，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變位均處于不斷的變化中，通過設(shè)置適當?shù)念A(yù)拱度值，使結(jié)構(gòu)成橋線形滿足設(shè)計要求是施工監(jiān)控的主要目的，當然保證結(jié)構(gòu)順利合龍和施工過程安全也是監(jiān)控工作的重要指標。施工工序的調(diào)整均會引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形的變化。特別是大橋采用懸臂施工和支架施工相結(jié)合的施工方式在國內(nèi)橋梁施工中也非常少見。

采用有限元仿真分析結(jié)合自適應(yīng)方式對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線形變化進行預(yù)測和跟蹤，同時結(jié)合支架沉降監(jiān)測、掛籃變形監(jiān)測、現(xiàn)場內(nèi)力及變形監(jiān)測等措施，確保了大橋的順利合龍、施工過程安全，結(jié)構(gòu)成橋線形達到了設(shè)計目標。文中對這一過程進行了簡要的介紹。

2 自適應(yīng)控制

經(jīng)過調(diào)整后大橋最終的施工工序見表1。

表1 施工工序

采用橋梁有限元專用程序—橋梁博士V3.1進行仿真計算與分析，全橋共建立主梁單元100個，臨時墩單元32個，掛籃單元8個，共計140個單元。結(jié)構(gòu)計算模型參見圖2。按施工工序共劃分為65個施工階段。

圖2 結(jié)構(gòu)計算模型

首先根據(jù)設(shè)計圖紙及施工工序計算分析結(jié)構(gòu)的變形，得出各梁段的理想預(yù)拋值，由于理想情況與實際情況存在一定的差異，根據(jù)施工中每個梁段的實測資料對計算分析進行調(diào)整，重新得出下一個梁段的預(yù)拋值，經(jīng)過幾個梁段的模擬和擬合，分析值與實測值的近似性良好，從而達到結(jié)構(gòu)監(jiān)控目標。

3 監(jiān)控成果

大橋的監(jiān)控工作主要包括兩方面內(nèi)容：應(yīng)力監(jiān)控和線形監(jiān)控。

應(yīng)力監(jiān)測斷面選在主跨的跨中、1/8L截面、邊跨的0.4L截面、支點截面，為避免墩頂橫隔板位置附近受力復雜的影響，支點截面布置在1#塊上，中跨1/8L截面布置在4#塊上，邊跨0.4L截面布置在12#塊上。

測試截面縱橋向布置如圖3所示，線形監(jiān)測測點布置在每個節(jié)段的端部。圖4為主梁1#塊應(yīng)力理論值與實測值各工況對比情況。圖5為主梁頂板實測與理論控制線形對比情況。從對比圖情況看，實測結(jié)果與理論預(yù)測情況符合較好，大橋監(jiān)測工作達到了預(yù)期的效果。

4 小結(jié)

采用懸臂施工與支架現(xiàn)澆相結(jié)合的施工工法進行施工，在大跨度混凝土橋梁施工中極為少見，施工工序的改變對施工監(jiān)控工作提出了更高的要求。該橋通過有關(guān)各方的努力，保證了大橋的順利完工，施工監(jiān)控工作也達到了預(yù)期的目標。

圖3 應(yīng)力測試截面布置(單位：cm)

圖4 1#塊截面應(yīng)力對比圖

圖5 主梁頂板實測與理論控制線形對比圖

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U448.21+5;U448.33

B

1003-1995(2011)09-0024-03

2011-03-25;

2011-06-20

趙龍江(1981— )，男，河北永年人，工程師。

(責任審編 王 紅)