论大跨度连续梁桥悬臂浇筑施工线形控制

作者： 唐宇征

来源：《广东科技》 2014年第10期

唐宇征

（重庆市建筑科学研究院，重庆 400020）

摘要：大跨度连续梁桥悬臂浇筑施工线形控制至关重要，直接影响到成桥桥面线形、合拢段两悬臂端标高的相对偏差以及结构内力状态。结合某跨高速公路铁路桥的实际情况，阐述了挂篮悬臂浇筑施工中挠度控制的影响因素及线形控制的测量方法，并对挂篮悬臂浇筑施工中线形控制的注意事项做了一些探讨。

关键词：悬臂浇筑；线形控制

1 工程概况

某铁路桥全长582.64m，其中在2#墩到5#墩处跨越某高速公路，设计为48m+80m+48m连续箱梁。连续梁共分47个梁段，中支点0号段长度12m，一般梁段长度分成3.0m、3.5m，合拢段长2.0m，边跨现浇直线段长7.65m，最大悬臂浇筑块重1446.9kN。箱梁顶宽13m，底宽5.14～6.1m，梁高6.2m，箱梁截面采用单箱单室斜腹板，梁底按圆曲线变化，采用三向预应力体系。连续梁的0号段和边跨直线段采用墩旁临时支架现浇施工，合拢段采用吊架浇筑施工，其余节段采用挂篮悬浇对称施工。

2 施工控制计算

结构计算分析采用同济大学桥梁博士3.0，依据设计参数和控制参数，结合桥梁的结构状态、施工工况、施工荷载、二期恒载、活载等实际情况，将单幅桥梁离散成65个节点，64个单元，经过施工验证和荷载计算，建立桥梁工程建设项目，输入桥梁工程的总体信息和单元信息、钢束信息以及施工阶段信息、再加上使用阶段信息进行项目计算，最后输出结构计算结果，最后得出结构按施工阶段进行的每阶段的内力和挠度及最终成桥状态的内力和挠度，进而计算各施工阶段的预抛高值及立模高程，混凝土浇筑前和浇筑后、预应力张拉前和张拉后的预计高程。

3 施工控制分析计算的影响因素

悬臂施工控制分析不但要建立模拟桥梁结构悬臂施工过程中的结构分析模型、逐步加载和逐步增加结构构件，使得桥梁结构的分析和计算符合实际施工中的各种状况，而且还要考虑诸多相关的因素，现对几个主要因素进行分析：

（1）施工方案变化。

施工方案的改变对施工控制影响比较大，它不但影响桥梁的线型，同时对结构内力也有影响。所以，当施工方案确定后，一般情况下，施工程序不再改变。连续梁桥一般要经历“墩梁固结→悬臂施工→合拢→解除墩梁固结（体系转换）→合拢”的过程。因此在各个施工阶段应根据符合实际状况的结构体系和荷载状况进行分析、计算。

（2）混凝土弹性模量。

混凝土弹性模量的取值大小对于结构的计算以及分析有很大的影响，但建设工程施工现场的混凝土弹性模量试验必须做到试验混凝土块的受力和工程实际构件的受力情况相一致。这是很困难的，一般按规范取值。

（3）结构尺寸。

因模板放样误差、混凝土浇筑引起的模板走样很有可能使桥梁各构件的实际尺寸与最初的设计值产生一定的偏差，正因为有这种偏差的出现，直接导致节段混凝土超重、致使截面的几何特征以及恒载与理论计算值产生一定的偏差。因而，一般要求在节段施工完成后进行截面尺寸校核以便修正结构截面几何特征。

（4）结构超重。

混凝土超方对连续梁桥施工阶段的内力和线型影响较大，特别是两侧出现不平衡超方时，影响更大。当结构悬臂伸长时，危害急剧增加。所以，施工中出现两侧不平衡荷载时，可以考虑在轻的一侧增加重量。

（5）桥面临时荷载影响。

桥面临时荷载的影响类似于混凝土超方，由于它是随机的，所以较难掌握。在施工过程中，除了必须的施工设备外，对于无用的设备及时清理，并且尽可能保持桥面荷载的平衡性。

（6）挂篮变形。

在悬臂浇注混凝土的过程中，挂篮体系的变形对挠度的影响不容忽视。挂篮体系形变产生通常是由挂篮在混凝土自身重力作用下的弹性变形，以及挂篮系统各连接杆件因松动不牢固等原因引起的几何变形所组成。通常，可通过理论分析计算得到桥梁挂篮体系的弹性形变，通过挂篮预压试验消除几何变形的影响。

（7）预应力影响

预应力直接影响结构的受力与变形。预应力管道定位正确与否对预应力张拉引起悬臂梁挠度的变化非常敏感，预应力管道的摩阻系数直接影响预应力损失。并且纵向预应力束的张拉过程要做到两端同步是极其困难的，所以，实测的预应力束引伸量或悬臂端预应力引起的结构变位通常与设计理论值有较大的出入。

（8）温差影响。

当结构的温度有所改变时，它各个部分材料都将由于温度的升高或降低而趋于膨胀或收缩。而结构物所受的外部约束以及各个部分相互之间的内部约束使这种膨胀或收缩所引起的变形不能自由地发生，于是就产生了温差应力。温差对于施工过程中结构变形和内力的影响，是不可忽略的，处理不当很容易造成箱梁裂缝。

（9）混凝土收缩徐变。

施工控制计算需按实际的工程进度以及确切的预计合拢时间分别考虑各个部分混凝土的徐变变形。混凝土收缩徐变的影响因素较多，故在建立结构模型时应把一些确定性的因素估计正确，如加载时间、临时荷载、永久荷载等。

4 箱梁立模高程值的确定

对于连续梁桥施工控制来说，立模标高的预高是最为重要的工作。箱梁立模高程的理论计算公式如下：

由于施工荷载、施工偏差、温度、收缩徐变和非线性等因素的影响，使实际施工状态与理论的施工状态出现偏差，因此对理论立模高程要不断修正，确定立模高程的调整值。

5 线形控制测量方法

5.1 测点布置

在每一节段悬臂端顶板和底板设立标高观测点（如图1所示）。测点可用?准16钢筋预埋，并伸出箱梁顶板混凝土表面约2cm，且断面打磨光滑。另外，在0#块顶面中间位置布置一个箱梁标高控制点。在施工中水准点及箱梁顶各观测点均保持完好，直至连续梁合拢。

0号节段顶板布7个高程点，底板布6个高程点；1号节段之后的每个节段，顶板和底板各布3个高程点。高程点距各个节段梁端部或边缘的距离视混凝土保护层的厚度而定。

5.2 工况观测

为观测T构悬浇过程中的挠曲变形值，以便及时调整施工过程中的梁段高程，确保线形满足设计要求，对箱梁施工过程进行工况观测：每一悬浇梁段结束后和预应力钢束张拉结束后；箱梁结构受力体系发生变化前、后；边跨和中跨合拢前、后。

测量时选用高精度水准仪（偶然误差≤1mm/km），采用四等水准测量。0号块测量4个工况：浇筑前、浇筑后、安装挂篮、张拉后；1～10号块测量4个工况：浇筑前、浇筑后、张拉

后、移挂篮后。悬浇节段基本完成后，对边跨合拢后、边跨连续束张拉后、临时锚固体系解除后、中跨合拢后、中跨连续束张拉后实施5个工况观测。

6 施工注意事项

（1）0＃块施工模板支架须有足够的刚度，浇筑混凝土前支架须进行1.2倍箱梁荷载的预压，防止浇筑过程中产生过大变形。

（2）挂篮前移、钢筋绑扎和混凝土浇筑要对称，材料设备堆放要尽量在墩顶块件上或者对称，务必控制好施工荷载总量不变。

（3）合拢过程中必须保证墩两侧重量的平衡。

（4）线形测量须做到四定：定人、定点、定时、定仪器。

（5）边跨、中跨的合拢段施工前，主墩T构箱梁、合拢段相邻悬浇的最后梁段施工前，应对相应梁跨进行联测，以确定最后梁段的立模高程，保证合拢精度。

（6）中跨合拢，在主墩临时支座拆除前、后，对各测控点进行观测。

（7）对每节梁块施工跟踪观测，发现实测值与设计或计算值有较大差别时，及时纠偏，在下节梁段及时做适当调整，把结构挠度偏离控制在最小且允许的误差范围内，确保合拢精度达到设计要求（悬臂合拢的中线位置误差不大于10mm，悬臂合拢的高程误差在±20mm之内）。

（8）在高程控制方面，特别注重梁纵向曲线的顺滑，就算是某个阶段的实际高程和理论值相比，存在差异时，也可不必一定要在下梁段施工中都全部调整过来，而是以后几个梁段施工中再逐步做出调整。重要的是保证梁的竖曲线和理论竖曲线相似，均匀连续、无局部的突起或下挠。

7 实施效果

某跨高速公路特大桥连续箱梁合拢段两侧高程相差12mm，中线偏差控制在规范规定的10mm以内，施工线形控制的效果非常好。

参考文献：

［1］ 丁晖东. 大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制［J］. 甘肃科学学报，2013，25（3）.

［2］ 陈明山. 大跨度连续梁桥悬臂施工线形控制实施方案［J］. 工程建设，2011，25（4）.

［3］ 胡金桂. 连续梁桥悬臂施工过程监控及零号块局部应力场分析［D］. 兰州交通大学，2011.

作者简介：唐宇征（1982~），男，工程师，本科，从事建筑工程类工作。