高速鐵路連續(xù)梁橋懸臂澆筑施工線形控制施工技術(shù)

劉吉新

摘 要：高速鐵路因其效率高、平順性好等特點受到公眾的青睞，但對其相關(guān)建設水平有較高的要求。在高速鐵路連續(xù)梁橋的施工中，要注意線性控制。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;連續(xù)梁橋;懸臂澆筑;施工線形;施工技術(shù)

1 高鐵連續(xù)梁橋施工監(jiān)控的基本思路

1.1 施工監(jiān)控的意義和目的

柳坑村諸流河大橋（40+64+40）m為預應力混凝土連續(xù)梁橋，采用懸臂施工。該類橋梁的建成要經(jīng)過一個復雜的過程，施工工序和施工階段較多，各階段相互影響，且這種相互影響又有差異，這就造成各階段的位移隨著混凝土澆筑過程變化而偏離設計值的現(xiàn)象，甚至超過設計允許的位移，若不通過有效的施工控制及時發(fā)現(xiàn)、及時調(diào)整，就可能造成成橋狀態(tài)的梁體線形不符合設計要求。

在施工過程中，為保證合攏前懸臂端豎向撓度的偏差、主梁軸線的橫向位移不超過容許范圍、保證合攏后的橋面線形良好，必須對該橋主梁的撓度等施工控制參數(shù)做出明確的規(guī)定，并在施工中加以有效的管理和控制，以確保該橋在成橋后主梁線形符合設計要求。

1.2 施工監(jiān)控的原則和方法

本橋的施工監(jiān)控內(nèi)容：梁的變形控制，變形控制就是嚴格控制每一階段梁的豎向撓度， 若有偏差并且偏差較大時，就必須立即進行誤差分析并確定調(diào)整方法，為下一階段更為精確的施工做好準備工作。

梁部結(jié)構(gòu)采用的懸臂施工方法屬于典型的自架設施工方法，對于本橋來講，由于在施工過程中的已成結(jié)構(gòu)（懸臂階段）狀態(tài)是無法事后調(diào)整的或可調(diào)整的余地很小，所以，針對主梁的結(jié)構(gòu)和施工特點，梁部的施工監(jiān)控主要采用預測控制法。

1.3 施工控制體系

為有效地開展施工監(jiān)控工作，在本橋的施工監(jiān)控中需要建立如圖1所示的施工監(jiān)控體系。

1.4 本橋懸臂施工階段施工控制的特點

連續(xù)梁橋在懸臂施工階段是靜定結(jié)構(gòu)，合攏過程中如不施加額外的壓重，成橋后內(nèi)力狀態(tài)一般不會偏離設計值很多，因此連續(xù)梁橋施工控制的主要目標是控制主梁的線形。若已施工梁段上出現(xiàn)誤差，除張拉預備預應力束外，基本沒有調(diào)整的余地，且這一調(diào)整量也是非常有限的，而且對梁體受力不利。因此，一旦出現(xiàn)線形誤差，誤差將永遠存在，對未施工梁段可以通過立模標高調(diào)整已施工梁段的殘余誤差，如果殘余誤差較大，則調(diào)整需經(jīng)過幾個梁段才能完成。

2 施工監(jiān)控結(jié)構(gòu)計算

2.1 施工控制的計算方法

懸臂施工的連續(xù)梁橋梁結(jié)構(gòu)的最終建成需經(jīng)歷一個復雜施工過程以及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化過程，對施工過程中每個階段的變形計算和受力分析，是橋梁結(jié)構(gòu)施工控制中最基本的內(nèi)容。施工監(jiān)控的目的就是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的安全，保證橋梁成橋線形和受力狀態(tài)基本符合設計要求。為了達到施工控制的目的，必需對橋梁施工過程中每個階段的受力狀態(tài)和變形情況進行預測和監(jiān)控。

2.2 結(jié)構(gòu)分析的目的

（1）確定每一階段的立模標高，以保證成橋線形滿足設計要求;（2）計算每一階段的梁體的合理狀態(tài)及內(nèi)力，作為對橋梁施工過程中的每個階段結(jié)構(gòu)的應力和位移測試結(jié)果進行誤差分析的依據(jù)。

2.3 本橋施工控制分析

（1）按照施工步驟進行計算，考慮各梁段的自重、施加的預應力、混凝土收縮徐變以及溫度的變化等因素對結(jié)構(gòu)的影響，對于混凝土的收縮、徐變等時差實效在各施工階段中逐步計入;（2）每一階段的結(jié)構(gòu)分析必需以前一階段的計算結(jié)果為基礎，前一階段結(jié)構(gòu)位移是本階段確定結(jié)構(gòu)軸線的基礎，以前各施工階段受力狀態(tài)是本階段確定結(jié)構(gòu)軸線的基礎，以前各施工階段結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)是本階段時差實效的計算基礎;（3）計算出各階段的位移之后，根據(jù)后續(xù)施工階段對本階段的影響，進行倒退分析即可得到各施工階段橋梁結(jié)構(gòu)的合理狀態(tài)和立模標高;

2.4 立模標高的確定

在主梁的懸臂澆筑過程中，梁段立模標高的合理確定，是關(guān)系到主梁線形是否平順、是否符合設計的一個重要問題。如果在確定立模標高時考慮的因素比較符合實際，而且加以正確的控制，則最終橋面線形較為良好。

立模標高并不等于設計中橋梁建成后的標高，一般要設置一定的預拱度，以抵消施工中產(chǎn)生的各種變形（豎向撓度）。其計算公式如下：

式中：

Hlmi — i 階段立模標高; Hsji — i 階段設計標高;

f1i —由本階段及后續(xù)施工階段梁段自重在i 階段產(chǎn)生的撓度總和;

f2i —由張拉本階段及后續(xù)施工階預應力在i 階段引起的撓度;

f3i —混凝土收縮、徐變在i 階段引起的撓度;f4i —施工臨時荷載在i 階段引起的撓度;

f5i —取使用荷載在i 階段引起的撓度的50%;fgl —掛籃變形值。

其中掛籃變形值是根據(jù)掛籃加載試驗確定的在施工過程中加以考慮，f1i 、f2i、f3i 、f4i、f5i在前進分析和倒退分析計算中已經(jīng)加以考慮。

2.5 線形監(jiān)測

從掛籃的前移定位至預應力鋼束張拉完畢是本橋施工的一個周期，每個周期中有關(guān)施工控制的步驟如下：

（1）按照預報的掛籃定位標高定位掛籃，測量定位后的掛籃標高;（2）立模板、綁扎鋼筋;（3）澆筑混凝土前，測量所有已施工梁段上的高程測點，復測掛籃定位標高，墩頂?shù)乃轿灰?（4）分析測量結(jié)果，如需調(diào)整，給出調(diào)整后的標高;（5）澆筑完混凝土后第二天測量所有已施工梁段上的測點標高，測量本梁段端部梁底和預埋在梁頂?shù)臏y點標高，建立測點與梁底標高的關(guān)系;（6）按《鐵路工程檢驗評定標準》檢查斷面尺寸，統(tǒng)計梁段混凝土超重的情況;（7）張拉預應力鋼筋后，測量所有已施工梁段上的高程測點;（8）分析測量結(jié)果，根據(jù)上一施工周期梁底標高測量值和應力、溫度等測量結(jié)果計算、預報下一施工周期的掛籃定位標高。

參考文獻：

[ 1] 王柳. 預應力混凝土連續(xù)梁橋頂板縱向裂縫研究[ J]. 工程建設與設計，2020，（19）：181-184.

2385501705368