談掛籃懸臂施工連續(xù)梁的線形控制

丁啟勝

摘 要：文中結(jié)合武漢市四環(huán)線青山長(zhǎng)江大橋北引橋跨武湖長(zhǎng)江干堤三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，對(duì)掛籃懸臂澆筑連續(xù)梁施工中的線形控制技術(shù)進(jìn)行了闡述，對(duì)同類型橋梁施工具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁；線形控制

一、工程概況

北引橋跨武湖長(zhǎng)江干堤（49#至52#墩）采用（80米+120米+80米）三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，采用單箱雙室變截面連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，共分67個(gè)澆筑梁段，0號(hào)梁段長(zhǎng)度11米，其他梁段長(zhǎng)度分成2.5米，3.0米、4.0米，合攏段長(zhǎng)2.0m，邊跨現(xiàn)澆段長(zhǎng)18.65m。最大懸臂澆筑塊重2506.135kN。0號(hào)塊現(xiàn)澆支架采用“承臺(tái)預(yù)埋件+鋼管混凝土立柱+托架+鋼墊塊+分配梁+底模縱梁”的組合式支架體系，其中鋼管混凝土立柱采用6根直徑1米壁厚10mm的鋼管，鋼管中灌注混凝土，鋼管立柱之間采用橫向連接系進(jìn)行連接。其余號(hào)塊施工采用菱形掛籃作為模板支撐體系，掛籃懸臂澆筑施工時(shí)鋼管混凝土立柱作為連續(xù)梁抗傾覆托架。

二、線形控制的必要性

掛籃懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁施工周期較長(zhǎng)，施工過(guò)程中橋梁結(jié)構(gòu)往往由于設(shè)計(jì)參數(shù)誤差（如材料特性和徐變系數(shù)）、施工誤差、測(cè)量誤差及結(jié)構(gòu)分析模型誤差等眾多因素影響下，導(dǎo)致橋梁的實(shí)際線形與理論目標(biāo)存在一定的偏差。這種偏差如果在梁段施工過(guò)程中不及時(shí)調(diào)整，難以事后彌補(bǔ)，從而偏離設(shè)計(jì)要求。因此，就必須在施工周期內(nèi)進(jìn)行控制，即根據(jù)施工監(jiān)測(cè)的成果對(duì)誤差進(jìn)行分析、調(diào)整后續(xù)梁段的立模標(biāo)高，確保合攏精度以及成橋后的線形。

三、施工關(guān)鍵控制技術(shù)

（1）墩頂0號(hào)塊底模和邊跨直線段底模的預(yù)壓。50#墩和51#墩墩頂0號(hào)塊及邊跨直線段均采用“承臺(tái)預(yù)埋件+鋼管混凝土立柱+托架+鋼墊塊+分配梁+底?？v梁”的組合式支架進(jìn)行施工，底模拼裝完畢后，開(kāi)始逐級(jí)加載預(yù)壓，以消除模板及支架體系的非彈性變形。支架分三級(jí)進(jìn)行預(yù)壓：60%→80%→100%。以50#墩為例，0號(hào)塊長(zhǎng)度11m，混凝土421.9方，鋼筋混凝土容重按2.5t/m3取，箱梁總重為421.9×2.5=1055噸，預(yù)壓荷載為0#塊梁重的1.2倍。預(yù)壓前在0號(hào)塊底模上設(shè)14個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)（觀測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)下圖），在加載預(yù)壓石塊前后分別測(cè)出沉降觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高，隔一天再測(cè)一次。從而測(cè)量并計(jì)算出支架的彈性變形量和非彈性變形量，其中支架彈性變形量作為0號(hào)塊及邊跨直線段底模的預(yù)抬量。

（2）臨時(shí)約束、墩梁固結(jié)。懸臂連續(xù)梁施工采用臨時(shí)墩旁鋼管混凝土立柱結(jié)構(gòu)作為臨時(shí)約束設(shè)計(jì)，即墩頂0號(hào)塊支架旁為每墩6根鋼管砼立柱，鋼管砼柱頂與連續(xù)梁底之間放置鋼墊塊進(jìn)行傳力，用之承受懸臂施工期間不平衡彎矩和支點(diǎn)反力。

另外由于連續(xù)梁處于平曲線上，考慮梁段扭轉(zhuǎn)及不平衡彎矩的影響，為此，在0#塊與墩頂設(shè)置臨時(shí)固結(jié)體系。0#塊底模施工時(shí)，在鋼管立柱位置開(kāi)孔，以使立柱鋼凳可穿過(guò)底模，在混凝土澆筑完成后與梁底頂緊，以此實(shí)現(xiàn)墩梁固結(jié)。

（3）掛籃預(yù)壓。1號(hào)至17號(hào)塊采用掛籃進(jìn)行對(duì)稱懸臂澆筑施工，掛籃拼裝完畢后，吊裝標(biāo)準(zhǔn)尺寸石塊進(jìn)行預(yù)壓（因沙袋受雨水影響較大故不宜推薦），按60%→80%→100%分級(jí)加載，加載過(guò)程中，石塊按荷載分布情況堆放，模擬后期施工受力情況，加載的最大重量是7號(hào)塊（250.6t）的1.2倍，在加載過(guò)程中按照加載順序做好掛籃的變形觀測(cè)，過(guò)程由測(cè)量人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)前后掛籃變形進(jìn)行量測(cè)，測(cè)量并計(jì)算出掛籃前端各區(qū)域的變形量（為后續(xù)各節(jié)段施工底模預(yù)抬量提供參考），同時(shí)消除掛籃結(jié)構(gòu)的非彈性變形。在堆碼石塊過(guò)程中，確保中跨和邊跨側(cè)掛籃大致對(duì)稱加載，其堆碼荷載差值≤8t，而且同一個(gè)掛籃在堆碼石塊過(guò)程中須左右側(cè)對(duì)稱進(jìn)行。

（4）施工底模時(shí)需進(jìn)行預(yù)抬。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂施工中，預(yù)拱度的計(jì)算和很多因素相關(guān)，主要包括梁體自身重量、預(yù)應(yīng)力張拉、掛籃等，其中比較重要的就是掛籃，掛籃作為臨時(shí)荷載對(duì)預(yù)拱度的計(jì)算具有重要影響，對(duì)其澆筑前的底模標(biāo)高進(jìn)行計(jì)算至關(guān)重要，箱梁懸臂澆筑塊段立模標(biāo)高可以采用下式確定：

（5）監(jiān)控及時(shí)糾偏。①撓度觀測(cè)。掛籃懸臂澆筑連續(xù)梁撓度觀測(cè)分為掛籃前移后、混凝土澆筑后和預(yù)應(yīng)力張拉后三個(gè)階段。每階段由專門(mén)成立的測(cè)量監(jiān)控小組進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)匯總后的實(shí)測(cè)撓度，通過(guò)計(jì)算分析，預(yù)測(cè)下一節(jié)段的立模標(biāo)高，以使懸臂的施工狀態(tài)最大限度地接近設(shè)計(jì)狀態(tài)。其節(jié)段變形測(cè)點(diǎn)設(shè)置為在每個(gè)節(jié)段的兩端距臨邊端頭10公分處，在箱梁截面上對(duì)稱布置3個(gè)對(duì)稱的高程觀測(cè)點(diǎn)。在施工周期內(nèi)，對(duì)每個(gè)截面進(jìn)行三階段標(biāo)高觀測(cè)，以觀察各點(diǎn)撓度和箱梁曲線的變化過(guò)程。但在日常監(jiān)控量測(cè)中須注意溫度對(duì)連續(xù)梁撓度的影響。因?yàn)槿照兆饔脮?huì)使箱梁的上表面溫度比下表面溫度高，導(dǎo)致箱梁懸臂一端下?lián)希试跁円箿夭钭兓蟮募竟?jié)標(biāo)高測(cè)量應(yīng)盡量安排在清晨。

②中線控制。采用全站儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)放各號(hào)塊截面中心點(diǎn)坐標(biāo)，即在墩頂0號(hào)塊施工完成后，先用導(dǎo)線控制點(diǎn)測(cè)放出0號(hào)塊中心，作為頂板的中心控制點(diǎn)。在梁體底板根部，引設(shè)臨時(shí)中線控制點(diǎn)并預(yù)埋鋼板固定，再用頂板和底板臨時(shí)中線控制點(diǎn)，計(jì)算各節(jié)段截面中點(diǎn)位置坐標(biāo)。測(cè)放時(shí)利用全站儀確定方向線，在前一個(gè)已完節(jié)段的頂?shù)装迳蠌棾瞿€。根據(jù)已彈出的節(jié)段中心控制線，拉線吊垂球定位、固定模板。但是隨著后續(xù)節(jié)段的延伸，底板標(biāo)高按照?qǐng)A曲線的設(shè)置抬高，當(dāng)影響底板中線測(cè)放視線時(shí)，需將中線臨時(shí)控制點(diǎn)前移，埋設(shè)固定鋼板，并按照前述方法繼續(xù)測(cè)放。最后，為確保測(cè)放精度，每個(gè)臨時(shí)控制點(diǎn)在每施工兩個(gè)節(jié)段后進(jìn)行聯(lián)測(cè)一次。

③斷面尺寸控制。在拼裝掛籃模板時(shí)，要適當(dāng)減小底模板與已澆節(jié)段砼的搭接長(zhǎng)度，因其已澆筑節(jié)段底部曲線或砼表面不平整原因，極易導(dǎo)致掛籃底部模板與已澆筑節(jié)段的不密貼；同時(shí)，在待澆梁段尾部要適當(dāng)增加橫向?qū)瓧U，以增加橫向剛度，確保各節(jié)段間接縫平順、無(wú)錯(cuò)臺(tái)。其次，嚴(yán)格控制并復(fù)核砼澆筑前后的結(jié)構(gòu)尺寸，確保梁體外圍輪廓符合設(shè)計(jì)要求。

（6）合攏順序及體系轉(zhuǎn)換。按照“先邊跨再中跨、先鎖定再澆筑”的合攏原則，充分利用掛籃底模吊架進(jìn)行合攏段砼施工。

在合攏前，調(diào)整中線和高程后，先在合攏段兩側(cè)節(jié)段頂板內(nèi)事先預(yù)埋鋼板，將剛性鎖定用鋼支撐的一端先與梁面一端預(yù)埋鋼板焊接，需鎖定時(shí)，再迅速將鋼支撐的另一端與梁面剩下一端預(yù)埋鋼板進(jìn)行焊接，使兩個(gè)懸臂端臨時(shí)連接，保持相對(duì)固定，以防止合攏砼在早期因?yàn)榱后w砼的熱脹冷縮而開(kāi)裂。合攏過(guò)程中，砼施工都必須選擇在一天中溫度最低的夜間進(jìn)行施工，以確?；炷潦冀K處于溫升和受壓的狀態(tài)下達(dá)到終凝，從而避免受拉開(kāi)裂。邊跨合攏段施工完成后，砼強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值后張拉邊跨預(yù)應(yīng)力束到設(shè)計(jì)噸位。然后拆除臨時(shí)鋼管柱，讓梁體支座受力平衡，內(nèi)力重新分配，形成了單跨懸臂結(jié)構(gòu)。中跨合攏前，需保證連續(xù)梁在體系轉(zhuǎn)換時(shí)不受約束、處于自由狀態(tài)。合攏段施工完成后，對(duì)稱張拉預(yù)應(yīng)力束至設(shè)計(jì)噸位，活動(dòng)支座位置受張拉壓縮和收縮徐變作用，逐步移向墩理論中心位置。最后拆除掛籃吊架，至此結(jié)構(gòu)體系由兩個(gè)單跨靜定懸臂梁轉(zhuǎn)換成為一個(gè)三跨超靜定連續(xù)梁體系，完成了結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換。

四、結(jié)語(yǔ)

懸臂澆筑連續(xù)梁施工情況復(fù)雜，施工應(yīng)周密組織，精心施工，科學(xué)監(jiān)測(cè)，及時(shí)糾偏，嚴(yán)格控制合攏段的施工誤差，使其滿足設(shè)計(jì)受力和梁體線形要求。

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