高速公路大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋掛籃施工控制研究

黃明溪

摘要：鑒于連續(xù)梁橋的跨徑大、施工技術(shù)成熟的特點(diǎn)，在當(dāng)前跨越結(jié)構(gòu)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。依托于實(shí)際工程，本文從實(shí)時(shí)測(cè)量、現(xiàn)場(chǎng)描述和計(jì)算分析三個(gè)方面闡述了連續(xù)梁橋懸臂澆筑的控制原理，然后對(duì)于連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工階段關(guān)鍵施工過(guò)程進(jìn)行了分析，最后通過(guò)和龍前后合龍段的標(biāo)高監(jiān)測(cè)分析，結(jié)果證明誤差均在允許范圍之內(nèi)，證明施工過(guò)程控制取得了良好的控制效果，本文研究對(duì)于未來(lái)類(lèi)似工程提供一定的理論和工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工技術(shù)的推廣應(yīng)用起到了一定的促進(jìn)作用。

[關(guān)鍵詞]：大跨徑混凝土連續(xù)梁;懸臂澆筑;施工控制

隨著懸臂澆筑技術(shù)的不斷提升，無(wú)支架施工方法在連續(xù)梁橋的施工中得到了較為廣泛的應(yīng)用。作為大跨徑連續(xù)梁橋尤其是跨線橋梁的主要施工方法，分段懸臂澆筑方法的施工控制是一個(gè)較為復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)過(guò)程，這也是實(shí)現(xiàn)成橋線性、成橋應(yīng)力的重要手段。對(duì)于連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工，從墩頂0#塊澆筑開(kāi)始，中間經(jīng)歷懸臂澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、邊跨合龍、中跨合龍和體系轉(zhuǎn)換，直至最后全橋完成，在整個(gè)施工過(guò)程中，由于材料分線形、收縮徐變、溫度和施工換將的額影響，對(duì)于不同兩端不同施工階段的應(yīng)力發(fā)生較大的變化，甚至?xí)x預(yù)計(jì)值，如果不加以控制，會(huì)對(duì)成橋線形造成較大的影響。針對(duì)連續(xù)梁橋的掛籃澆筑施工控制，當(dāng)前研究主要集中在施工方面，缺少對(duì)于連續(xù)梁橋懸臂澆筑的全過(guò)程控制。依托于實(shí)際工程，本文分析了連續(xù)梁橋懸臂澆筑的施工控制體系組成，然后對(duì)于懸臂澆筑的施工過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的分析，最后通過(guò)對(duì)合龍段前后的標(biāo)高進(jìn)行了分析，結(jié)果表過(guò)施工控制結(jié)果良好，本文研究對(duì)于未來(lái)類(lèi)似工程提供可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

1.工程概況

某橋梁為連續(xù)梁橋，跨徑組合為（90.0+150.0+90.0）m，三跨變截面連續(xù)梁橋，箱梁為單室單箱結(jié)構(gòu)，端部截面為8.8 m，跨中截面為3.0m，箱梁頂板寬16.0m，箱梁梁高從墩頂?shù)娇缰邪炊螔佄锞€變化。箱梁懸臂澆筑階段長(zhǎng)度劃分0#塊為12.0m，其他節(jié)段長(zhǎng)度為3.0～4.5m，共17個(gè)節(jié)段，其中合龍段為2.0m，全橋單幅共設(shè)置2個(gè)邊跨合龍段和1個(gè)主跨合龍段。

2.施工控制體系的構(gòu)成

對(duì)于連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工，施工控制體系主要由實(shí)時(shí)測(cè)量、現(xiàn)場(chǎng)描述和后臺(tái)分析三部分組成。

根據(jù)圖2連續(xù)箱梁懸臂施工測(cè)控體系，以下針對(duì)其組成進(jìn)行詳細(xì)分析：

2.1實(shí)時(shí)測(cè)量

實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)是施工控制體系的基礎(chǔ)組成部分，是對(duì)于橋梁系統(tǒng)的采集，對(duì)于后續(xù)施工進(jìn)行指導(dǎo)，因此確保其精度和可靠性是必要的。在連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工控制中，主要測(cè)量線形、混凝土應(yīng)力、箱梁溫度分布和混凝土水化熱等參數(shù)。

2.2現(xiàn)場(chǎng)描述

連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工控制體系中，實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)是針對(duì)相關(guān)技術(shù)參數(shù)的測(cè)量，獲得后的測(cè)試參數(shù)、測(cè)試未知和荷載情況進(jìn)行描述，指導(dǎo)模擬仿真分析，并根據(jù)控制系統(tǒng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬擬合分析，對(duì)于整體的施工控制進(jìn)行指導(dǎo)，保證施工控制計(jì)算與實(shí)際情況相符合。

2.3計(jì)算分析

對(duì)于連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工控制是一個(gè)預(yù)告→施工→測(cè)量→識(shí)別→修正→二次預(yù)告的循環(huán)過(guò)程，對(duì)于連續(xù)梁橋澆筑的施工控制，首先是確保施工過(guò)程的安全，其次應(yīng)該確保結(jié)構(gòu)外形和內(nèi)力的誤差在容許范圍內(nèi)。

3.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工過(guò)程分析

大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工過(guò)程，需要經(jīng)過(guò)0#塊、懸臂澆筑、預(yù)應(yīng)力施工、邊跨合龍、中跨合龍和體系轉(zhuǎn)換過(guò)程，以下進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.1 0#塊施工

對(duì)于連續(xù)梁橋的澆筑施工，當(dāng)采取懸臂澆筑施工時(shí)需要將0#塊作為施工階段橋墩的臨時(shí)固結(jié)部位，因此0#塊的施工精度和質(zhì)量對(duì)于整個(gè)施工過(guò)程的質(zhì)量控制均有重要的影響。

3.2懸臂階段澆筑施工

在0#塊張拉完畢后，應(yīng)進(jìn)行處合龍段之外的階段施工，首先應(yīng)安裝掛籃，完成腹板、底板模板和頂板模板的安裝，在鋼筋綁扎和預(yù)應(yīng)力束安裝完畢后，開(kāi)始澆筑混凝土，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿作業(yè)，最后移動(dòng)掛籃進(jìn)行下一節(jié)段的施工作業(yè)。

3.3預(yù)應(yīng)力施工

對(duì)于預(yù)應(yīng)力束的張拉施工控制，多采取張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)量雙重控制，其中以張拉力控制為主，然后采用伸長(zhǎng)量進(jìn)行校核控制，其中伸長(zhǎng)量誤差控制在± 6%以內(nèi)。對(duì)于預(yù)應(yīng)力的張拉控制過(guò)程，應(yīng)遵循張拉控制力的20%→40%→80%→100%的張拉荷載進(jìn)行逐級(jí)張拉，并在最后100%張拉控制力階段持荷5.0min，然后對(duì)于預(yù)應(yīng)力束的伸長(zhǎng)量進(jìn)行測(cè)量，直至最后張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)量均滿足設(shè)計(jì)要求。

3.4合龍段施工及體系轉(zhuǎn)換

鑒于合龍段的施工時(shí)連續(xù)梁橋懸臂澆筑施工中體系轉(zhuǎn)換的重要組成部分，因此需要對(duì)于結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格控制，滿足橋梁線形，應(yīng)嚴(yán)格控制合龍段的施工誤差。鑒于合龍段多采取吊籃施工，因此應(yīng)采取配重作業(yè)，壓重重量與合龍段混凝土重量一致，在混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)隨混凝土的澆筑減少配重質(zhì)量，保持二者平衡。

4.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工線形控制監(jiān)測(cè)

鑒于成橋線形對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)具有較大的影響，因此以下針對(duì)施工過(guò)程中的線形控制進(jìn)行分析。

4.1橋梁目標(biāo)線型的確定

橋梁跨徑組合為（90.0+150.0+90.0）m，對(duì)于主跨線形控制目標(biāo)為設(shè)計(jì)主梁標(biāo)高+設(shè)計(jì)預(yù)拱度，為了保證設(shè)計(jì)線形對(duì)于施工過(guò)程實(shí)現(xiàn)有效的指導(dǎo)，對(duì)于主跨150.0m范圍內(nèi)的預(yù)拱度設(shè)置如圖3所示。

4.2標(biāo)準(zhǔn)段線形控制

鑒于變形監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)于后續(xù)施工進(jìn)行指導(dǎo)，參考上述計(jì)算的設(shè)計(jì)預(yù)拱度，從而確定不同節(jié)段的定位標(biāo)高，標(biāo)高計(jì)算根據(jù)：定位標(biāo)高=豎曲線標(biāo)高+預(yù)拱度+立模后位移+掛籃變形確定立模定位標(biāo)高，實(shí)現(xiàn)對(duì)于下一施工階段的指導(dǎo)。

4.3跨中合龍端線形控制

在T構(gòu)施工完畢后，需要進(jìn)行合龍段的施工，在和龍前針對(duì)箱梁變形進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，具體結(jié)果如表1所示。

根據(jù)表1合龍段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示：和龍前，邊跨相對(duì)高差較大，這是由于邊跨現(xiàn)澆段提前完成施工，混凝土收縮徐變導(dǎo)致;合龍后，邊跨合龍段與中跨合龍段標(biāo)高相差較小，這是進(jìn)行強(qiáng)制線形控制進(jìn)行強(qiáng)制合龍的結(jié)果，相對(duì)標(biāo)高誤差控制在20.0mm范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求。

5.結(jié)束語(yǔ)

鑒于連續(xù)梁橋的構(gòu)造復(fù)雜、鋼筋密布且預(yù)應(yīng)力分布較多，同時(shí)施工環(huán)境、材料非線性對(duì)于橋梁成橋線形造成不利的影響，因此對(duì)于連續(xù)梁橋的懸臂澆筑施工階段均會(huì)采取相應(yīng)的施工控制措施。依托實(shí)際工程，本文首先介紹了施工控制體系的組成，并對(duì)于施工關(guān)鍵過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)介紹，最后針對(duì)懸臂澆筑過(guò)程中的線形控制提出了控制目標(biāo)，并采取了相應(yīng)的控制措施，最后通過(guò)和龍前后的合龍段相對(duì)標(biāo)高對(duì)比分析顯示，施工過(guò)程控制取得了良好的控制效果，本文系統(tǒng)研究連續(xù)梁橋的懸臂澆筑的施工控制過(guò)程，對(duì)于未來(lái)類(lèi)似橋梁的施工控制提供可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

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