支架法施工斜拉橋主梁線性控制

【摘要】支架法是目前斜拉橋主梁施工的主要方法之一，多適用于城市立交或凈高較低的岸跨主梁施工。斜拉橋主梁的線性控制是施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，本文主要是對(duì)支架法施工斜拉橋主梁線性控制的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析。以供同仁參考！

【關(guān)鍵詞】支架法；斜拉橋；主梁；線性控制；施工

一、支架法施工斜拉橋主梁線性控制理論

斜拉橋主梁的施工方法與梁式橋類似，大體可以分為四種形式，如平轉(zhuǎn)法、頂推法、懸臂法和支架法，支架法是目前斜拉橋主梁施工的主要方法之一，多適用于城市立交或凈高較低的岸跨主梁施工。支架法施工具有施工簡(jiǎn)單，而且能夠確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足線型的要求，但是它僅適用于搭設(shè)支架不影響橋下交通的情況。支架法的施工步驟為：（1）在永久性橋墩和臨時(shí)墩上架設(shè)主梁；（2）從已完成主梁的橋面撒謊能夠安裝塔柱；（3）安裝拉索；（4）拆除臨時(shí)墩，使荷載傳至纜索體系。對(duì)于支架法施工斜拉橋主梁線性控制理論，主要是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，獲取相關(guān)的參數(shù)和數(shù)據(jù)，對(duì)施工中的斜拉橋主梁進(jìn)行“實(shí)時(shí)”理論分析和驗(yàn)算，對(duì)每一個(gè)階段驗(yàn)算的結(jié)果進(jìn)行分析，及時(shí)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，確保主梁的變形始終處在安全的范圍內(nèi)，確保成橋后的線形滿足設(shè)計(jì)的要求。如圖1所示為竣工后的斜拉橋。

二、主梁線形控制過程

主梁的線形控制是斜拉橋施工中的重點(diǎn)，也是施工監(jiān)控中的重要反饋指標(biāo)，它包括施工預(yù)拱度的確定，主梁高程與軸線偏位監(jiān)測(cè)及合龍后全橋通測(cè)高程偏差分析等內(nèi)容。對(duì)于不通的主梁各階段的控制數(shù)據(jù)是不同的，這就要求施工單位，監(jiān)理單位和設(shè)計(jì)單位對(duì)于主梁的施工流程進(jìn)行協(xié)商確定，并由施工方提供各個(gè)節(jié)段的預(yù)應(yīng)力，設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位的相關(guān)工作人員對(duì)于施工方提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行核算，并計(jì)算出各個(gè)施工階段的控制數(shù)據(jù)，同時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的施工。

1、主梁標(biāo)高控制

對(duì)于主梁的標(biāo)高，每個(gè)節(jié)段均采用標(biāo)高控制法，首先由監(jiān)控單位提供當(dāng)前節(jié)段的立模標(biāo)高及斜拉索初張拉力值，施工單位按照此立模標(biāo)高加上支架自身的變形值作為底模標(biāo)高的計(jì)算值，立模標(biāo)高的誤差要求控制在±10mm以內(nèi)。砼灌注時(shí)要求每車砼稱重并計(jì)算出每節(jié)段砼的實(shí)際質(zhì)量。

2、斜拉索索力控制

斜拉橋施工最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是斜拉索的張拉。從施工的方便角度來說，張拉的次數(shù)越少，施工越方便，但是從受力的角度來說，只有多次張拉，才能減小主梁和塔的受力變形，特別是考慮到成橋后對(duì)其截面的受力控制，這就需要多次張拉來調(diào)整合攏前后的索力。因此，張拉的施工工藝和施工方法需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件和橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來確定，確定合理的張拉次數(shù)，選取合適的施工方案。例如某拉索橋采用全橋滿堂支架施工方法，主塔和主橋全部澆筑完畢后再進(jìn)行斜拉索的張拉，張拉的順序從主塔根部的短索開始，向兩邊開始對(duì)稱張拉，確保每個(gè)橋塔兩側(cè)的受力是相對(duì)均勻的，防治因?yàn)閺埨斐蓛蓚?cè)的張拉力過大而導(dǎo)致橋塔被拉壞。

在斜拉索張拉的施工中，若按照施工順序和經(jīng)過計(jì)算的各個(gè)施工階段的張拉索力進(jìn)行施工，理論是應(yīng)該滿足要求的，但是由于在設(shè)計(jì)的時(shí)候，所采用的構(gòu)件自重，混凝土的徐變系數(shù)，材料的彈性模量，施工臨時(shí)荷載的條件等設(shè)計(jì)參數(shù)與工程實(shí)際所表現(xiàn)出現(xiàn)的參數(shù)會(huì)不一致，而且這種偏差在施工的過程中具有累積性，若按照理論計(jì)算值進(jìn)行立模標(biāo)高的施工，主梁標(biāo)高會(huì)偏離設(shè)計(jì)值，這樣成橋后的主梁線形很難滿足要求。因此，需要在二期恒載施工前進(jìn)行一次索力的調(diào)整，國內(nèi)外都對(duì)此問題進(jìn)行了研究，并且提出了一系列的方法，如最小二乘法、影響矩陣法、線形規(guī)劃法等，從而做好斜拉索索力控制，確保施工的質(zhì)量。

3、立模預(yù)拱度控制

正確的設(shè)置立模預(yù)拱度對(duì)于主梁線形控制十分重要。立模預(yù)拱度主要包括以下內(nèi)容：成橋后期撓度；二期恒載撓度；活載撓度；自重及預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的撓度及其它施工臨時(shí)荷載等產(chǎn)生的撓度；支架彈性變形產(chǎn)生的撓度。主梁線形標(biāo)高控制中， 成橋后期撓度主要以經(jīng)驗(yàn)值考慮， 其余各項(xiàng)則根據(jù)實(shí)際施工狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析。在各節(jié)段的施工中， 實(shí)時(shí)考慮二期恒載撓度、活載撓度、自重及預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的撓度、支架彈性變形產(chǎn)生的撓度等實(shí)際施工與理論的偏差，并在立模預(yù)拱度中加以修正。

4、做好幾何測(cè)量

⑴主梁標(biāo)高觀測(cè)。主梁標(biāo)高觀測(cè)是為了反映各節(jié)段施工完成前后或某一特定時(shí)段內(nèi)主梁的實(shí)際線形情況，為了橋梁主梁線形控制的需要， 須在主梁各節(jié)段設(shè)置固定的標(biāo)高控制觀測(cè)點(diǎn)。⑵水準(zhǔn)點(diǎn)。標(biāo)高觀測(cè)的固定水準(zhǔn)點(diǎn)須設(shè)置在岸邊永久不動(dòng)的位置，整個(gè)施工過程中的所有標(biāo)高測(cè)量的基準(zhǔn)均由此引出。⑶測(cè)量基點(diǎn)。測(cè)量基點(diǎn)應(yīng)用鋼筋頭設(shè)置在各主梁0#塊上的中心位置，并用紅色油漆作出明顯標(biāo)記，后續(xù)各節(jié)段的標(biāo)高測(cè)量均由此引出，對(duì)該測(cè)量基點(diǎn)每懸臂澆注1個(gè)節(jié)段應(yīng)當(dāng)校驗(yàn)一次， 特別是主梁的邊中跨合攏段施工前，必須對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)。⑷測(cè)量點(diǎn)。標(biāo)高控制點(diǎn)布置截面距離每一懸澆節(jié)段前端一般為20cm。例如在某一斜拉橋的施工中，每一控制斷面共設(shè)置7個(gè)測(cè)點(diǎn)，頂板5個(gè)點(diǎn)，以控制橋面橫坡。底板2個(gè)點(diǎn)，以控制梁底曲線。在各測(cè)點(diǎn)設(shè)置固定的鋼筋頭，并在施工過程中注意對(duì)其保護(hù)。各測(cè)點(diǎn)鋼筋頭埋設(shè)方法：先在標(biāo)高控制測(cè)點(diǎn)的相應(yīng)支架模板位置預(yù)留螺栓孔，將鋼塊（厚約1～2cm）用螺栓固定在支架模板上，使鋼塊緊貼支架的模板，并不能相對(duì)模板移動(dòng)。然后，在鋼塊上焊接鋼筋頭，要求鋼筋保持豎直狀態(tài)。最后將鋼筋頭多余部分割掉，使鋼筋頭高出混凝土表面2cm（誤差應(yīng)<0.5cm），并及時(shí)用紅油漆標(biāo)記之。⑸測(cè)量時(shí)間。標(biāo)高觀測(cè)原則上應(yīng)安排在早上太陽出來半小時(shí)之前完成，使結(jié)構(gòu)經(jīng)過一晝夜的熱交換后， 大致處于均勻溫度場(chǎng)的狀態(tài)下進(jìn)行標(biāo)高觀測(cè)。以消除溫度對(duì)主梁撓度的大部分影響。⑹測(cè)量頻率?；炷翝沧⑶昂?、預(yù)應(yīng)力張拉前后，每節(jié)段4次。

5、做好應(yīng)力觀測(cè)

應(yīng)力觀測(cè)是為了監(jiān)測(cè)施工中主梁控制截面的應(yīng)力狀態(tài)，以及施工荷載的對(duì)稱性，使之控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。對(duì)于目前國內(nèi)外的應(yīng)力測(cè)試儀器，在長(zhǎng)期的應(yīng)力監(jiān)測(cè)中，由于混凝土收縮、徐變、環(huán)境等各種因素的影響，往往使長(zhǎng)期觀測(cè)時(shí)實(shí)測(cè)讀數(shù)值遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)的真實(shí)應(yīng)力值或計(jì)算值。因此，必須對(duì)直接的應(yīng)力測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正，才能使得測(cè)試值與結(jié)構(gòu)的真實(shí)應(yīng)力值相接近。

三、總結(jié)

支架法是目前斜拉橋主梁施工中常見的施工方法，對(duì)于其主梁的線性控制，需要我們從多方面進(jìn)行努力，首先應(yīng)該確定主梁的施工流程，做好主梁標(biāo)高控制，斜拉索索力控制，立模預(yù)拱度控制，幾何測(cè)量和應(yīng)力觀測(cè)等，才能確保施工的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]張獨(dú)遠(yuǎn).淺談石村溝特大橋主橋線形控制[J].山西建筑，2007（10）

[2]袁鑫，李月華.斜拉橋施工監(jiān)控技術(shù)的研究[J].攀枝花學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（03）

[3]董超錕，王大樟，巫金煒.分段支架施工斜拉橋初始索力的確定[J].國外建材科技，2008（03）

[4]張晶瑾.斜拉橋施工控制與仿真計(jì)算[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2008

[5]李繼東.超寬橋面矮塔斜拉橋設(shè)計(jì)及施工概況[J].鐵道建筑，2006（08）