移動(dòng)模架施工梁體線形控制研究

蔣志強(qiáng)JIANG Zhi-qiang；齊云慧QI Yun-hui；鄔曉光WU Xiao-guang

（①長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院，西安 710064；②福建省交通建設(shè)工程監(jiān)理咨詢公司，泉州 362100）

（①School of Highway，Chang'an University，Xi'an 710064，China；②Fujian Trafficeng Supervision &Consultants，Quanzhou 362100，China）

0 引言

在連續(xù)梁施工中，應(yīng)用移動(dòng)模架施工技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代的歐洲，但是在國(guó)內(nèi)，首次應(yīng)用此技術(shù)的是1991年廈門高集海峽大橋的公路橋梁。隨后，在南京長(zhǎng)江二橋、潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋、蘇通大橋、杭州灣大橋均成功地運(yùn)用該方法進(jìn)行連續(xù)梁逐孔現(xiàn)澆施工。

在建設(shè)城市高架以及大型橋梁的引橋中之所以廣泛應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，是因?yàn)槠渚哂姓w剛獨(dú)大、容易保證施工質(zhì)量以及養(yǎng)護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)面臨橋墩較高、橋跨較長(zhǎng)或者橋下凈空受到限制的時(shí)候，更多的會(huì)采用移動(dòng)模架逐孔現(xiàn)澆施工技術(shù)?；谝苿?dòng)模架法施工的優(yōu)點(diǎn)：工序簡(jiǎn)單、施工周期短；標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、梁體整體性好；設(shè)備重復(fù)利用率高、經(jīng)濟(jì)合理；施工受力與運(yùn)營(yíng)受力一致，不需額外受力鋼筋等。因此，在等跨徑、等截面的多跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的逐孔施工中尤其適用移動(dòng)模架施工技術(shù)，在跨數(shù)較多的情況下使用移動(dòng)模架法施工，不僅平均周期短而且還具有更好的經(jīng)濟(jì)合理性。

根據(jù)連續(xù)梁彎矩包絡(luò)圖可知，成橋恒載狀態(tài)的零彎矩距離橋墩支點(diǎn)L/6～L/5 跨度附近，即施工縫所在位置。由此得知移動(dòng)模架逐孔施工過程中箱梁梁體的最前端總是處于懸臂狀態(tài)。并且在逐孔施加預(yù)應(yīng)力后，懸臂端產(chǎn)生負(fù)彎矩，向上翹曲，加上混凝土收縮、徐變等多種因素的影響，導(dǎo)致箱梁梁體線形有悖成橋線形。因此，移動(dòng)模架施工連續(xù)梁橋的線形控制成為整個(gè)施工階段的關(guān)鍵。因此，本文通過探討移動(dòng)模架施工連續(xù)梁橋的線形控制問題，介紹了一些研究的思路和體會(huì)。

1 平曲線形控制

由于大寬度變截面段寬度變化較大，澆筑混凝土后橫斷面的變形較大，橫橋向的預(yù)拱度的設(shè)置關(guān)系到成橋后的橫向線形。應(yīng)結(jié)合移動(dòng)模架靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過有限元計(jì)算分析，調(diào)整在橫橋向變高度、變寬度時(shí)模架的預(yù)拱度，保證成橋后主梁橫橋向的線形滿足設(shè)計(jì)要求。

2 豎向線形控制

2.1 模架的撓度分析及控制指標(biāo) 將橫向受力構(gòu)件預(yù)先起拱以對(duì)外觀和使用條件進(jìn)行改善。起拱大小應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要而定，但是一般是恒載標(biāo)準(zhǔn)值加1/2 活載標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的撓度值。當(dāng)取恒荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度值減去起拱度作為構(gòu)件撓度時(shí)，僅是為了對(duì)其外觀進(jìn)行改善。由于移動(dòng)模架屬于混凝土梁現(xiàn)澆支架，因此，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，受載后主梁的彈性撓度不得大于其跨度的1/400，但是在實(shí)際中，一般取1/600-1/750，在保證現(xiàn)澆梁具有較好線形的同時(shí)也能滿足移動(dòng)模架過孔走行的要求。并且還要求：

①在混凝土荷載下，移動(dòng)模架的橫向結(jié)構(gòu)的最大豎向撓度不應(yīng)當(dāng)大于L/1200。

②在荷載的作用下，移動(dòng)模架的最大豎向撓度鋼板梁的主跨最大豎向撓度不應(yīng)大于L/800；鋼析架梁的主跨最大豎向撓度不應(yīng)大于L/1000；模板撓段比率應(yīng)小于1/800，宜l/1000。

③造橋機(jī)作為一種新型的施工機(jī)械，當(dāng)其在向前移動(dòng)時(shí)，主梁前段的懸臂撓度容許究竟有多大還沒有相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行規(guī)定。在對(duì)其他類似施工設(shè)備的使用情況進(jìn)行參考后提出了造橋機(jī)的剛度指標(biāo)：工作狀態(tài)下?lián)峡绫葹?/400，伸臂狀態(tài)下?lián)峡绫葹?/45。這個(gè)指標(biāo)得到了鐵道部科技司組織的專家評(píng)審會(huì)的批準(zhǔn)。因此在基于過去使用大橋局300t架橋機(jī)時(shí)懸臂50m 撓度達(dá)到1.2m 的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一于移動(dòng)模架造橋機(jī)也可借鑒，即建議伸臂狀態(tài)前端撓度跨比不大于1/45。

2.2 梁體線形的影響因素 采用移動(dòng)模架施工法，梁段縱向施工縫在逐孔澆注和逐孔張拉的過程中總是設(shè)在成橋恒載狀態(tài)的零彎矩附近，從而使得逐孔施工過程中梁體的最前端一直處于懸臂狀態(tài)。通過分析計(jì)算以及實(shí)踐表明，在控制梁體線形方面，采用移動(dòng)模架施工有其自身特點(diǎn)，但是影響因素較多。如果在設(shè)計(jì)施工中處理不當(dāng)則梁體會(huì)在此懸臂產(chǎn)生不平順的線形或折角，有時(shí)甚至出現(xiàn)同一聯(lián)中各跨變形不均衡的現(xiàn)象，在實(shí)踐中已經(jīng)有一些值得總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。因此，探討移動(dòng)模架施工多跨連續(xù)梁的梁體線形控制問題具有現(xiàn)實(shí)的工程意義。

梁體撓度和線形控制是移動(dòng)模架施工的關(guān)鍵技術(shù)之一，但是梁體自重、預(yù)應(yīng)力、結(jié)構(gòu)體系的變化以及收縮徐變、溫度變化和移動(dòng)模架的剛度等都是影響梁體線形的重要因素，并且隨著跨度的增加（如達(dá)到50-60m），上述影響會(huì)更加明顯。

2.3 線形控制的實(shí)施 在施工控制的整個(gè)過程中，由于存在設(shè)計(jì)參數(shù)誤差、施工過程誤差（包括截面尺寸誤差引起的恒載力與設(shè)計(jì)恒載力誤差）、測(cè)量精度誤差等，在施工每個(gè)懸臂端的過程中都會(huì)存在實(shí)際值和設(shè)計(jì)值的誤差。因此，在施工每個(gè)懸臂端的過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)影響主梁線形和受力狀態(tài)的各個(gè)因素進(jìn)行過程控制和調(diào)整以保證成橋后的主梁線形和受力狀態(tài)處于最佳狀態(tài)。

箱梁的線形施工控制實(shí)質(zhì)就是計(jì)算—施工—量測(cè)—修正—施工的循環(huán)過程。因此，在對(duì)施工過程實(shí)施控制的過程中，除了控制好每跨的預(yù)拱度值外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)每次混凝土的澆注、張拉后以及手里結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換時(shí)本跨和已成梁各點(diǎn)高程的變化值進(jìn)行跟蹤測(cè)量，并對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)理論值和實(shí)測(cè)值之間的誤差進(jìn)行分析、調(diào)整和預(yù)測(cè)，以達(dá)到施工控制的基本要求。

3 結(jié)束語

在多跨等截面的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工中尤其適合采用移動(dòng)模架法。隨著連續(xù)梁橋跨度的不斷增加，特別是跨度在50m 到60m 的工程實(shí)踐逐漸增多，線形控制問題不斷凸顯出來，結(jié)合工程應(yīng)用，提出合理的幾點(diǎn)建議。

①在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)合理控制預(yù)應(yīng)力度不致使梁體出現(xiàn)突變應(yīng)力和變形，避免梁體出現(xiàn)不平順折角，甚至裂縫。

②在施工過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論值，對(duì)下一階段的施工提出修正建議，消除模擬狀態(tài)和實(shí)際狀態(tài)的偏差，實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證理論值與實(shí)測(cè)值的誤差滿足線形要求。

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