大跨度橋梁懸臂澆注施工線形控制

摘 要：在橋梁的建筑施工中，由于懸臂澆筑工藝具有工序簡單以及不容易受到施工場地條件限制等優(yōu)點(diǎn)，因此其具有比較廣泛的應(yīng)用范圍。為了能夠保證懸臂澆筑的建筑質(zhì)量，需要對工程進(jìn)行線形控制與分析。本文據(jù)此分析了線性控制在具體橋梁工程中的應(yīng)用，僅供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：大跨度橋梁；懸臂澆筑；施工控制

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1674-3520（2014）-09-00-02

懸臂澆筑施工的方法可以分為懸臂桁架法澆筑以及塔架斜拉索法的澆筑方法兩種，在那些上承式的拱橋以及使用拱座墩或者是臨時墩作為拉索的臨時支撐的橋梁工程建筑中均具有著廣泛的應(yīng)用。為了避免竣工的橋梁出現(xiàn)不順或者是合攏段的高差超過了預(yù)計的標(biāo)準(zhǔn)，需要對橋梁的施工進(jìn)行線形控制。本文結(jié)合長白山橋梁1號的施工過程，對線形控制在橋梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行了分析與論證。

一、長白山橋梁1號概括

長白山橋梁1號分為兩聯(lián)，第一聯(lián)的主橋為變截面預(yù)應(yīng)力的混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁，跨徑的布置為3×23m+（90m+160m+90m），頂板寬16.6米，底板寬9.0m，主橋采用的是掛籃懸臂澆筑施工方法。

主橋中支點(diǎn)的梁高圍毆9.6米，跨中和邊支點(diǎn)梁高3.2m，梁底線形從距墩中心6m到64m的范圍內(nèi)按照1.6次的拋物線變化進(jìn)行了控制與設(shè)計，其中頂板的厚度為0.35m，底板的厚度變化為距墩中心6m處1.0米，距墩中心64m處則變?yōu)榱?.3m，變化的過程中也是按照1.6次拋物線的變化方式與要求；同時，跨中部分腹板的厚度為0.8m，支點(diǎn)部分腹板的厚度為1.1m。在墩頂0號塊設(shè)置2個厚度2.0m的橫隔板來與下部的雙薄壁墩相對應(yīng)，邊跨端部設(shè)置了厚度為2.0m的端橫隔板。

引橋為等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，梁高1.8m，頂板厚0.35m，底板厚0.3m，支點(diǎn)處腹板厚1.0m，跨中處腹板厚0.6m。

二、橋梁施工線形控制的基本內(nèi)容

（一）橋梁施工的線性控制。根據(jù)橋梁建設(shè)的基本目標(biāo)，線形控制的基本內(nèi)容包括支架的撓度控制、掛籃的撓度控制、梁體的預(yù)測以及監(jiān)控等內(nèi)容。

1、支架撓度的控制。支架都是由資質(zhì)較好、經(jīng)驗較豐富的設(shè)計單位在井下設(shè)計的，所以，在建筑施工的過程中，基本不會對支架的參數(shù)以及材料的規(guī)格進(jìn)行改動。在對支架進(jìn)行線形控制的過程中，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真科學(xué)的分析，進(jìn)而使得數(shù)據(jù)間滿足如下關(guān)系：

支架在加載穩(wěn)定后的數(shù)值—初始狀態(tài)的數(shù)值=總變形

支架在加載卸載后的數(shù)值—初始狀態(tài)的數(shù)值=殘余變形

總變形—?dú)堄嗟淖冃?彈性變形的數(shù)值

2、掛籃的撓度控制。在正式投入使用之前，掛籃經(jīng)過了嚴(yán)密的檢驗程序以及預(yù)壓實驗，預(yù)壓實驗是對掛籃進(jìn)行性能測試的主要環(huán)節(jié)，為了能夠提高預(yù)壓的效果，基本會將掛籃編號，進(jìn)而將兩片主構(gòu)架分為一組，并使得兩片主構(gòu)件相對，在保證支墊平穩(wěn)的條件下便可以開始預(yù)壓了。需要注意的是，在預(yù)壓進(jìn)行的過程中，要對掛籃的形變進(jìn)行記錄，以便對其性能極限進(jìn)行評價。

3、梁體線性預(yù)測與監(jiān)控。在懸臂澆筑的過程中，為了保證橋梁的建筑質(zhì)量，在施工的各個階段均需要對梁體的變形情況進(jìn)行監(jiān)測與分析，通過公式的使用以及數(shù)據(jù)的運(yùn)用來得出分析的結(jié)構(gòu)，對不符合要求的部分進(jìn)行及時的調(diào)整，直至梁體符合了設(shè)計的要求。

梁體絕對撓度的計算公式為：模板頂拱度=立模的的高度—設(shè)計的高程，這個公式主要用于每一個階段的模板標(biāo)高的確定。

（二）建立橋梁的計算模型。掛梁在實際的橋梁工程中只是起到了一種豎向上的傳力作用，所以在計算時，可以將橋梁的計算在掛梁處分開，因為掛梁是通過簡支的形式安裝在主梁上，所以掛梁與主梁的連接可以按照主從的約束形式來連接，在二者相連的節(jié)點(diǎn)，以主梁上的節(jié)點(diǎn)在x，y，z方向的線位移以及繞x，y，z方向的轉(zhuǎn)角自由度為主，掛梁的自由度則需要根據(jù)掛梁的約束情況來決定。

根據(jù)實際施工中的各個梁段的清理進(jìn)行了施工區(qū)域的劃分，因為0號塊的受力情況比較復(fù)雜，所以其單元的劃分也比較細(xì)致，而各個合攏段的劃分則按照實際的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了劃分，并分別建立起了結(jié)構(gòu)的計算模型以及單跨的模型。

三、線性控制的設(shè)計

（一）剛構(gòu)的施工設(shè)計。連續(xù)的鋼構(gòu)采用的是灌籃懸臂的澆筑施工辦法，每個0號塊之外的“T”型外部都分為了16個梁段，0號塊的長度為16.0m，其余各段的長度為4×3.5m +3×4.0m +9×5.0m。中跨合攏段長度為2.0m，邊跨合攏段長度為2.0m，支架上現(xiàn)澆段長度為8.9m。懸臂現(xiàn)澆筑段的重量為2936KN，掛籃的自重以及施工的荷載按照1500KN計算。

（二）箱梁的施工設(shè)計。梁體節(jié)段的劃分考慮到了吊裝、運(yùn)輸以及拼裝能力的要求以及施工經(jīng)驗的決定與影響作用，同時考慮到了掛籃的自重。箱梁豎向預(yù)應(yīng)力采用的是精軋JL32型的螺紋鋼筋，間距為0.5m，張拉控制應(yīng)力為837Mpa；頂板橫向預(yù)應(yīng)力采用的是4φs15.2型的扁錨扁波紋管，間距為0.5m ，張拉控制應(yīng)力為1350Mpa；箱梁的縱向預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)置了頂板束（T）、腹板束（W），邊跨底板束（B）、中跨底板束（D）以及邊跨頂板束（E）五種，縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用19φs15.2，頂板束T5～T16張拉控制應(yīng)力為1350Mpa，其余張拉控制應(yīng)力為1395Mpa。

（三）橋墩柱樁的設(shè)計。主橋3號橋墩采用的是雙矩形（橫橋向）截面墩，截面尺寸為3×2m，墩高23.5m，承臺截面尺寸為9×12.6×3.5m，下設(shè)10cmC15混凝土墊層，基礎(chǔ)采用的是6根直徑為1.8m的鉆孔灌注樁，樁長12m；主橋的4、5號橋墩采用了矩形截面雙薄壁墩，截面尺寸為9×2m，墩高為32m，承臺截面尺寸采用17.3×12.8×4.5m，下設(shè)置10cmC15混凝土墊層，基礎(chǔ)采用12根直徑為1.8m的鉆孔灌注樁，樁長12m；主橋6號橋臺臺帽采用矩形截面，截面尺寸為16.6×2.45×1m，臺身采用梯形截面形式，厚度由臺帽帽底處的2.35m變到擴(kuò)大基礎(chǔ)頂面處的3.15m，橋臺高為6.05m，擴(kuò)大基礎(chǔ)截面尺寸采用16.6×7.5×3m，下設(shè)置10cmC15混凝土墊層。

（四）引橋的施工設(shè)計。引橋0號橋臺臺帽采用了矩形截面的設(shè)計思想，截面尺寸為16.6×2.45×1m，臺身采用梯形截面形式，厚度由臺帽帽底處的2.35m擴(kuò)大到基礎(chǔ)頂面處的3.15m。橋臺高為6.65m，擴(kuò)大基礎(chǔ)截面尺寸采用16.6×7.5×3m，下設(shè)置10cmC15混凝土墊層。引橋1、2號橋墩采用的也是雙矩形（橫橋向）截面，截面尺寸為2.0×2.0m，擴(kuò)大基礎(chǔ)截面尺寸采用13.0×6×3m，下設(shè)置10cmC15混凝土墊層。

四、結(jié)語

線形控制是對橋梁建筑的平順以及穩(wěn)固有著關(guān)鍵性影響的計算與控制方法。在實際的建筑工程中，為了能夠保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，多使用數(shù)字化的軟件來對基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，進(jìn)而提高線性控制的水平，提高懸臂灌注橋梁的建設(shè)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧春雄.大跨徑橋梁懸臂澆注施工中的線形控制分析[M].科技信息，2006（01）.

[2]李萬成.大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁掛籃懸臂澆筑施工中的內(nèi)力、線性控制措施[M].四川建材，2011（02）.

[3]楊福泰.大跨度T構(gòu)橋箱梁懸臂施工線性控制方法探討[M].工程地球物理學(xué)報，2011（02）.