懸臂澆注連續(xù)梁線型施工控制

朱志勇

【摘要】：橋梁施工線型的控制對行車安全和工程質(zhì)量有著十分重要的意義。文章分析了線形控制主要因素，結(jié)合工程實踐，提出了施工過程線性控制的措施。

【關(guān)鍵詞】：橋梁施工；梁橋；線型控制

Abstract: the linear control of bridge construction on traffic safety and engineering quality is of great significance. This paper analyzes the linear control of the main factors, combined with engineering practice, the linear control measures during construction.Keywords: bridge construction; bridge; linear control

中圖分類號：K928.78文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、工程概況

滬昆客專長昆湖南段孫水河特大橋29#-32#墩采用一聯(lián)（32+48+32）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁跨越設(shè)計，該橋主跨跨越孫水河，橋墩高21.5m。

橋梁采用雙線設(shè)計，線間距5m，橋梁采用懸臂澆注施工方法，單“T”構(gòu)共分6個懸臂澆注節(jié)段，中支點處梁高4.05m，邊跨8m直線段梁高為3m，梁底下緣按二次拋物線變化，邊支座中心線至梁端0.75m。梁體為單箱單室、變截面、變高度結(jié)構(gòu)，箱梁頂寬12m，底板寬5.5m，頂板厚度40cm，隔墻處加厚，按折線變化，底板厚度40~80cm，按直線變化，腹板厚48至80，隔墻處加厚，按折線變化，全聯(lián)在端支點、中跨及中支點處共設(shè)5個橫隔板。

橋梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系。豎向采用φ25mm高強精軋螺紋鋼筋，錨固體系采用OVM圓塔型錨具，張拉體系采用YDC240Q型千斤頂；縱向與橫向預(yù)應(yīng)力筋采用1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其中橫向預(yù)應(yīng)力采用單端張拉工藝，縱向預(yù)應(yīng)力采用雙端張拉工藝，豎向預(yù)應(yīng)力采用單端復(fù)拉工藝。

二、線形控制主要因素分析

1、結(jié)構(gòu)自重(包括懸臂澆筑的結(jié)構(gòu)自重、二期恒載以及施工設(shè)備重量)所引起的掛藍(lán)體系的幾何變形，掛籃體系的幾何變形可以通過掛籃預(yù)壓試驗消除其影響。

2、預(yù)應(yīng)力引起結(jié)構(gòu)變形和混凝土收縮徐變。該變形屬時間的函數(shù)，隨時間變化而不同，施工監(jiān)控時要根據(jù)實際具體施工時間進行計算和調(diào)整。

3、溫度變化對橋梁結(jié)構(gòu)的受力與變形影響很大，這種影響隨溫度的改變而改變。在不同時刻對結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變進行量測，其結(jié)果是不一樣，如果施工控制中忽略了該項因素，就必然難以得到結(jié)構(gòu)的真實狀態(tài)數(shù)據(jù)，從而也難以保證控制的有效性。所以，必須考慮溫度變化影響。溫度變化相當(dāng)復(fù)雜，包括季節(jié)溫差、日照溫差、驟變溫差、殘余溫度、不同溫度場等，而在原定控制狀態(tài)中無法預(yù)先知道溫度實際變化情況，所以在控制中是難以考慮的。通常都是將控制理想狀態(tài)定位在某一特定溫度下，從而將溫度變化對結(jié)構(gòu)的影響相對排除（過濾）。一般是將一天中溫度變化較小的凌晨作為控制所需實測數(shù)據(jù)的采集時間。對季節(jié)溫差和橋內(nèi)溫度殘余影響一般采取修正措施予以考慮。

4、體系轉(zhuǎn)換對成橋線形的影響。合龍前后其受力體系的變化對成橋線形的影響是不可忽略的。

5、施工管理好壞直接影響橋梁施工質(zhì)量、進度等。如果梁相對懸臂施工進度存在差別，就必然使兩懸臂在合攏前等待不同的時間，從而產(chǎn)生不同的徐變變形，由于徐變變形較難準(zhǔn)確估計，所以容易造成最終合攏困難，增加結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力。

三、施工過程線性控制措施

1、預(yù)拱度設(shè)置及線形總體控制措施

箱梁預(yù)拱度的計算公式：施工標(biāo)高＝設(shè)計標(biāo)高＋預(yù)拱度＋掛籃撓度＋施工調(diào)整值。施工過程中，需要進行觀測的內(nèi)容，主要有箱梁撓度；混凝土澆注過程的觀測；縱向張拉前后觀測，觀測點布在梁端橋中心線處，主要觀測梁段張拉引起的上撓度值；移掛籃前后觀測，觀測點布在梁端橋中心線處，主要觀測移掛籃后箱梁的下?lián)隙戎?。建立箱梁施工?biāo)高控制小組，對箱梁實測撓度與計算撓度進行分析對比。按數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法對設(shè)計計算撓度進行必須的修正、調(diào)整箱梁施工標(biāo)高。對掛藍(lán)進行等效預(yù)加載，消除其非彈性變形。測定其彈性變形，為混凝土澆筑前的立模高程提供依據(jù)。

在預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁懸灌施工前，根據(jù)施工方案、工藝和工期的要求，模擬施工過程，收集整理有關(guān)數(shù)據(jù)，輸人計算機。運行線形控制軟件，計算梁體受自重、施工荷載、預(yù)應(yīng)力張拉及預(yù)應(yīng)力損失、混凝土收縮及徐變、體系轉(zhuǎn)換等因素影響而產(chǎn)生的內(nèi)力和變形，定出各梁段的施工立模高程；施工過程中，再根據(jù)實際施工荷載、懸灌循環(huán)周期以及對已灌筑梁體高程的精密測量，重新計算和修正下一梁段的施工立模高程。使懸灌段合龍時的精度、體系轉(zhuǎn)換完成后梁體線形達(dá)到設(shè)計和規(guī)范的要求。

2、施工線形高程控制措施

為了保證箱梁理論軸線高程的施工精度，及時準(zhǔn)確地控制和調(diào)整施工中發(fā)生的偏差，高程以Ⅱ等水準(zhǔn)高程控制測量標(biāo)準(zhǔn)為控制網(wǎng)、箱梁懸澆以Ⅲ等水準(zhǔn)高程精度控制聯(lián)測。標(biāo)高觀測的固定水準(zhǔn)點須設(shè)置在永久不動的位置上，整個施工過程中的所有標(biāo)高測量的基準(zhǔn)均由此引出。測量基點應(yīng)用鋼筋頭設(shè)置在各主梁塊上的中心位置，而后各節(jié)段的標(biāo)高測量均由此引出，對該測量基點每懸臂澆筑1個節(jié)段應(yīng)當(dāng)校驗一次，同時在關(guān)鍵施工階段和主梁邊中跨合龍段施工前，也必須對其進行校驗。

連續(xù)剛構(gòu)橋的節(jié)段施工過程，主要有掛藍(lán)行走、綁扎鋼筋、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉4道工序。其中掛藍(lán)行走與綁扎鋼筋引起主梁產(chǎn)生的撓度十分微小?；炷翝仓c預(yù)應(yīng)力張拉則是引起撓度變化的主要工序，應(yīng)分別在其工序前后進行標(biāo)高觀測。故對正在施工的節(jié)段觀測次序為：混凝土澆筑前后、預(yù)應(yīng)力張拉前后，共進行4次測次。觀測節(jié)段為包括本施工節(jié)段在內(nèi)的相鄰前3個節(jié)段控制截面的標(biāo)高，每施工完3個節(jié)段，應(yīng)觀測1次該主梁各控制截面的標(biāo)高。

3、施工平曲線控制措施

梁段的中心線位置受到各種因索的影響而發(fā)生變化，在操作中主要采取以下幾種措施：

（1）布設(shè)大橋Ⅱ等精度三角網(wǎng)。

（2）建立正確的計算模型，計算出每個梁段中心線的起點、終點平面坐標(biāo)值。根據(jù)模擬線形計算結(jié)果，進行設(shè)計參數(shù)的調(diào)整，使各參數(shù)盡量接近實際，并嚴(yán)格監(jiān)控，以保證全橋Ｔ構(gòu)彎梁的線形理想。

（3）平面線形控制，關(guān)鍵在于控制掛籃及模板的平面位置由于溫度和施工荷載的不確定性而導(dǎo)致絕對平面位置的不穩(wěn)定。Ｔ構(gòu)彎梁分段澆注的平面線形用絕對平面位置和相對平面位置進行控制，采取施工測量（相對平面位置）與控制測量（絕對平面位置）相結(jié)合的方法，控制平面曲線位置。

（4）對已施工完成的各梁段中心線也要按規(guī)定每天測量一次，及時掌握線型的總體變化，通過計算機分析指導(dǎo)下步梁段的曲線測量工作。在掛籃的行進、安裝過程中的平面線形控制，就是控制每節(jié)段前后的平面偏移量，每節(jié)段澆筑完畢，張拉完預(yù)應(yīng)力束后，平面線形以控制該段絕對平面位置為主。

4、懸臂施工過程中的糾偏措施

盡管在橋梁設(shè)計與施工過程中已計算了撓度和設(shè)置了預(yù)拱度，也進行了施工精密測量和撓度監(jiān)控。但是因施工過程中不定因素太多，加之每一次平衡懸臂施工時間長短不同，難免會有撓度誤差和不符合設(shè)計要求的標(biāo)高及縱軸向梁體線形不平順出現(xiàn)。為了保證合攏段混凝土澆筑過程中，在混凝土強度不高的情況下，使合攏段的兩側(cè)標(biāo)高之差不變，并使線形平順，則必須采取如下的糾偏措施。

首先是可根據(jù)施工現(xiàn)場的條件，在合攏段兩懸臂端增加平衡配重，可用水箱或砂箱，通過注水放水或加砂放砂來平衡兩懸臂的荷載變化，平衡設(shè)計應(yīng)遵循平衡原則進行，以達(dá)到標(biāo)高線形的控制。

其次，使用臨時預(yù)應(yīng)力鋼束，糾正梁端豎向或水平向的懸臂撓度差，若糾正水平懸臂撓度差，可用橫向預(yù)應(yīng)力鋼束斜向交叉放置在箱梁合攏段兩邊的頂板上。以上糾偏措施在純豎向或水平撓度差時，都是有效的，通過糾偏可達(dá)到設(shè)計要求的梁體線形，但懸臂端梁體有扭轉(zhuǎn)變形發(fā)生時，糾偏則很困難，因此在施工中必須控制好箱梁的橫向變形，防止發(fā)生扭轉(zhuǎn)撓度或變形。

5、施工觀測與控制要點

(1)保證測量儀器的精度，采用全站儀進行軸線定位和測距，采用精密水準(zhǔn)儀測量高程。

(2)在施工中嚴(yán)格控制不平衡荷載的分布。

(3)在箱梁各節(jié)段設(shè)置觀測點，觀測點位于各節(jié)段最前端，底板3個點，頂板頂面3個點，翼緣板各1個點。

(4)每澆注一段，在掛籃就位后澆注混凝土前后、張拉縱向預(yù)應(yīng)力束前、張拉縱向預(yù)應(yīng)力束后、移動掛籃前各觀測一次，每次觀測以統(tǒng)一格式的表格記錄，及時反饋，如出現(xiàn)實測值與目標(biāo)值有差異，應(yīng)采取合理的調(diào)整方案。

(5)由于溫度變化對梁體撓度影響較大，如果施工期間的溫差較大時，還需測量溫度變化對同一節(jié)段箱體的撓度變化的影響。

(6)施工觀測應(yīng)選在每天早晨進行，不允許在大風(fēng)、高溫、強光等條件下進行觀測；施工觀測要定人、定儀器，做到勤觀測、勤記錄、勤復(fù)核、勤反饋。

(7)在施工過程中，應(yīng)對全橋中心線和臨時水準(zhǔn)點進行定期復(fù)查，以確保施工觀測的正確性。

結(jié)束語

在梁部施工過程中，通過理論計算、實地檢測，結(jié)合軟件處理等不同方式，從不同角度相互驗證，通過各相關(guān)單位的相互配合與協(xié)作，堅持施工控制程序，在施工過程中不斷摸索，總結(jié)經(jīng)驗，之后將運用于實際施工中，確保了梁體的線形穩(wěn)定，滿足了橋梁的受力及線形美觀度要求。

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