悬臂施工连续梁桥施工线形控制
2010-06-29
1.工程概况
沙朗特大桥位于滨海地区，气候温和，雨量充沛。41—44号墩75 m+125 m+75m 联悬臂现浇连续箱梁全长274．9m，为直腹板变高双线单箱单室截面，全联共分71个梁段，最大悬臂浇筑块重1860．3kN。本联悬臂现浇连续梁跨越既有高速公路和国道，在施工过程中的质量及运行控制为工程的重难点之一。
2.墩台和梁部支承的稳定性设置及施工
在梁体施工过程中，桥墩必须保证梁部以克服倾覆稳定，使梁段无论在对称平衡状态还是在偶遇不对称悬臂或荷载时均能正常施工并保证其处于稳定和可靠状态。为达到目的，宜在检算墩身稳定性和刚度的前提下，先采用在中墩梁与墩之间设置四个具有足够抗压、抗拉的临时钢构支座，具体落梁采用硫磺砂浆含电阻丝形式进行。在0#段施工完毕后，保留8根（一侧4根）作为墩旁临时支撑，以保证梁体施工的安全性和稳妥性。
3.悬臂施工的线形控制与预拱度设置
在悬臂施工过程中，最困难的任务之一便是施工挠度的计算与控制。科学合理确定悬臂每一待浇梁段或悬拼段的预拱度至关重要，只有预拱度设置合理，才能保证一个跨径内将两合拢的两个悬臂端可能在同一水平线上，也才能保证在结构运营一定时间后达到设计所期望的标高线形。
在施工过程中，对梁体挠度的影响因素很多，如施工阶段的一期衡载，即梁自身静载和预加应力；施工临时荷载、人群荷载、自然温度、湿度变化、风荷载、桥位变形，基础沉降、施工误差等，要精确计算比较困难，但必须按既定施工程序对挠度按弹性和徐变挠度两部分进行计算和控制。另外，线形控制技术复杂、难度大、影响因素多，需要考虑到诸如挂篮弹塑性变形、挂篮及梁体自重、施加预应力、混凝土收缩与徐变、温度应力等方面因素，能否准确预计并及时调整关系到施工的成败。
3.1 预拱度设置及线形总体控制措施
箱梁预拱度的计算公式：施工标高=设计标高+预拱度+挂篮挠度+施工调整值。施工过程中，需要进行观测的内容，主要有箱梁挠度；水泥混凝土浇注过程的观测；纵向张拉前后观测，观测点布在梁端桥中心线处，主要观测梁段张拉引起的上挠度值；移挂篮前后观测，观测点布在梁端桥中心线处，主要观测移挂篮后箱梁的下挠度值。
进行观察的测站布设于0#块中心上，后视点一般布设于另一幅桥的0#块上。建立箱梁施工标高控制小组，对箱梁实测挠度与计算挠度进行分析对比。按数据统计方法对设计计算挠度进行必须的修正、调整箱梁施工标高。
对挂篮进行等效预加载，消除其非弹性变形。测定其弹性变形，为混凝土灌筑前的立模高程提供依据。
同一T构两端均衡作业，移动挂篮的距离差控制在40 cm以内，移动速度不超过10cm／min，移动时挂篮后部必须设保险设施。
在预应力混凝土箱形连续梁悬灌施工前，根据施工方案、工艺和工期的要求，模拟施工过程，收集整理有关数据，输入微机。运行线形控制软件，计算梁体受自重、施工荷载、预应力张拉及预应力损失、混凝土收缩及徐变、体系转换等因素影响而产生的内力和变形，定出各梁段的施工立模高程；施工过程中，再根据实际施工荷载、悬灌循环周期以及对已灌筑梁体高程的精密测量，重新计算和修正下一梁段的施工立模高程，使悬灌段合龙时的精度、体系转换完成后梁体线形达到设计和规范的要求。
3.2 施工线形高程控制措施
为了保证箱梁理论轴线高程的施工精度，及时准确地控制和调整施工中发生的偏差，高程以Ⅱ等水准高程控制测量标准为控制网、箱梁悬浇以Ⅲ等水准高程精度控制联测。
标高观测的固定水准点须设置在永久不动的位置上，整个施工过程中的所有标高测量的基准均由此引出。测量基点应用钢筋头设置在各主梁0#块上的中心位置，编号为0号，而后各节段的标高测量均由此引出，对该测量基点每悬臂浇筑1个节段应当校验一次，同时在关键施工阶段和主梁边中跨合龙段施工前，也必须对其进行校验。
连续刚构桥的节段施工过程，主要有挂蓝行走、绑扎钢筋、混凝土浇筑、预应力张拉4道工序。其中挂蓝行走与绑扎钢筋引起主梁产生的挠度十分微小，混凝土浇筑与预应力张拉则是引起挠度变化的主要工序，应分别在其工序前后进行标高观测。故对正在施工的节段观测次序为：混凝土浇筑前后、预应力张拉前后，共4个测次。观测节段为包括本施工节段在内的相邻前3个节段控制截面的标高，每施工完3个节段，应观测1次该主梁各控制截面的标高。标高观测主要由施工单位完成，观测数据需经监理认可，当施工控制单位对观测结果产生异议时，应由监理及施工控制单位会同施工单位进行复核。
3.3 施工平曲线控制措施
梁段的中心线位置受到各种因素的影响而发生变化，在操作中主要采取以下几种措施：
(1)布设大桥Ⅱ等精度三角网。
(2)建立正确的计算模型，计算出每个梁段中心线的起点、终点平面坐标值。根据模拟线形计算结果，进行设计参数的调整，使各参数尽量接近实际，并严格监控，以保证全桥T构弯梁的线形理想。
(3)平面线形控制，关键在于控制挂篮及模板的平面位置由于温度和施工荷载的不确定性而导致绝对平面位置的不稳定。T构弯梁分段浇注的平面线形用绝对平面位置和相对平面位置进行控制，采取施工测量(相对平面位置)与控制测量(绝对平面位置)相结合的方法，控制平面曲线位置。
(4)对已施工完成的各梁段中心线也要按规定每天测量一次，及时掌握线型的总体变化，通过计算机分析指导下步梁段的曲线测量工作。在挂篮的行进、安装过程中的平面线形控制，就是控制每节段前后的平面偏移量，每节段浇筑完毕，张拉完预应力束后，平面线形以控制该段绝对平面位置为主。
4.悬臂施工过程中的纠偏措施
尽管在桥梁设计与施工过程中已计算了挠度和设置了预拱度，也进行了施工精密测量和挠度监控，但是因施工过程中不定因素太多，加之每一平衡悬臂施工时间长短不同，难免会有挠度误差和不符合设计要求的标高及纵轴向梁体线形不平顺出现。为了保证合拢段混凝土浇筑过程中，在混凝土强度不高的情况下，使合拢段的两侧标高之差不变，并使线形平顺，则必须采取如下的纠偏措施。首先是可根据施工现场的条件，在合拢段两悬臂端增加平衡配重，可用水箱或砂箱，通过注水放水或加砂放砂来平衡两悬臂的荷载变化，平衡设计应遵循平衡原则进行，以达到标高线形的控制。
其次，使用临时预应力钢束，纠正梁端竖向或水平向的悬臂挠度差，若纠正水平悬臂挠度差，可用横向预应力钢束斜向交叉放置在箱梁合拢段两边的顶板上。
以上纠偏措施在纯竖向或水平挠度差时，都是有效的，通过纠偏可达到设计要求的梁体线形，但悬臂端梁体有扭转变形发生时，纠偏则很困难，因此 在施工中必须控制好箱梁的横向变形，防止发生扭转挠度或变形。
5.结论
连续梁悬臂浇筑施工质量控制中的一些关键性问题的处理、控制方法，做了归纳分析。决定连续梁悬臂浇筑施工质量的因素有很多，必须对其全面掌握，才能为其施工质量的控制作出具有针对性的指导。
参考文献：
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