連續(xù)梁線形控制

劉運(yùn)澤

連續(xù)梁建成要經(jīng)歷一個漫長而復(fù)雜的施工過程，結(jié)構(gòu)體系也將隨施工階段不同而不斷變化。線形施工控制就是在懸臂施工過程中，通過監(jiān)測主梁結(jié)構(gòu)在各個施工階段的變形情況，來達(dá)到及時了解結(jié)構(gòu)實(shí)際行為的目的。根據(jù)監(jiān)測所獲得的數(shù)據(jù)，首先確保結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，其次通過計算分析，調(diào)整確定下一梁段的立模高程，保證結(jié)構(gòu)的受力合理和線形平順，保證大橋安全順利地建成。

1 線形控制流程

施工控制流程如圖1所示。其中技術(shù)流程是指理論計算的循環(huán)過程，實(shí)施流程是指參與施工控制的各協(xié)作單位的工作關(guān)系。本文主要討論技術(shù)流程的各個環(huán)節(jié)。

2 影響梁體變形的因素及處理措施

2.1 理論模型結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取

2.1.1 混凝土的容重

1)根據(jù)設(shè)計圖計算出梁體各節(jié)段的理論容重γ梁，給建立的理論模型賦初值。2)根據(jù)施工時混凝土的實(shí)測容重 γ′混凝土重新對γ梁進(jìn)行修正調(diào)整，消除理論模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)的容重偏差。

其中，γ′混凝土為該梁段混凝土的實(shí)測容重;γ′梁為該梁段梁體的實(shí)際容重。

2.1.2 梁體實(shí)際澆筑尺寸

建立模型時以設(shè)計梁體截面尺寸為依據(jù)，施工過程中通過實(shí)測已澆筑梁體尺寸，主要為梁段長度，頂?shù)装搴穸鹊绕钜鸬牧后w尺寸與設(shè)計尺寸偏差，根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)及時對梁體模型相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正。

2.1.3 混凝土彈性模量及軸心抗壓強(qiáng)度

建立計算模型時，一般是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)資料給混凝土彈性模量E賦初值。施工控制中根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)對其進(jìn)行修正，使依據(jù)所選參數(shù)計算得到的變形與實(shí)測變形相吻合。

京杭運(yùn)河特大橋連續(xù)梁在施工中，收集每一塊段7 d，14 d及28 d的彈性模量及軸心抗壓強(qiáng)度。將實(shí)際的彈性模量與模型中采用的彈性模量進(jìn)行對比，從而對彈性模量進(jìn)行修正，使模型更好地反映實(shí)際情況。

2.1.4 預(yù)加應(yīng)力

預(yù)加應(yīng)力值的大小受張拉設(shè)備、管道摩阻、孔道偏差、預(yù)應(yīng)力鋼筋斷面尺寸和彈性模量等因素的影響，控制中要對其取值誤差作出合理估計。理論模型建立時，孔道摩阻系數(shù) μ，孔道偏差系數(shù)k按規(guī)范取值，施工中連續(xù)梁做孔道摩阻試驗(yàn)，故而孔道摩阻系數(shù)μ，孔道偏差系數(shù)k均按試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。

2.1.5 混凝土收縮徐變系數(shù)

建立理論計算模型時，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)資料進(jìn)行綜合分析來給混凝土收縮徐變系數(shù)賦初值。混凝土收縮徐變系數(shù)的調(diào)整是通過分析累積變形來處理的。只有當(dāng)本階段變形理論值與實(shí)測值相符而累計變形不符時，才對所累計過程混凝土的收縮徐變系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

2.1.6 施工荷載

施工荷載根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取值。

2.2 溫度的影響及影響處理

2.2.1 溫度的影響

1)影響主梁標(biāo)高的測量。2)影響撓度監(jiān)測的準(zhǔn)確度和可靠度。3)給中跨和邊跨合龍帶來困難。

2.2.2 溫度的影響處理

1)采用固定時間觀測法進(jìn)行立模標(biāo)高放樣和撓度監(jiān)測。2)采用相對高差法進(jìn)行立模標(biāo)高放樣。但當(dāng)懸臂較長時，溫度變化對撓度影響較大，應(yīng)該采用相對高差形式進(jìn)行立模放樣。

2.3 掛籃自身的變形

在待澆梁段混凝土重量作用下，不僅梁體要產(chǎn)生變形，掛籃自身也要產(chǎn)生一定的變形，這是由掛籃的剛度決定的。

根據(jù)《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，在懸臂澆筑混凝土施工之前，必須對掛籃進(jìn)行加載試驗(yàn)，測定掛籃本身彈性變形和非彈性變形，為各梁段立模設(shè)置預(yù)拱度提供依據(jù)。同時，檢查掛籃主桁架及吊帶等主要部件的承載能力。

由掛籃加載試驗(yàn)，可以得到掛籃彈性變形為20 mm。通過掛籃的加載試驗(yàn)，掛籃本身的非彈性變形已經(jīng)被消除。在隨后澆筑梁段的過程中，僅需要考慮的是掛籃的彈性變形對施工預(yù)拱度的影響。

2.4 合龍段兩端標(biāo)高的調(diào)整

由于多種因素影響，合龍段兩端的標(biāo)高可能與設(shè)計標(biāo)高不完全吻合，這給梁體線形、梁體內(nèi)部應(yīng)力、合龍段勁性骨架安裝等帶來影響，利用懸臂端部附加配重可以調(diào)整懸臂端標(biāo)高至期望程度。

配重形式為水箱或砂袋，配重位置除了預(yù)留必要的工作空間外，盡量靠近懸臂前端。邊跨配重與中跨配重應(yīng)同步施加。

3 線形控制的主要內(nèi)容及方法

3.1 立模標(biāo)高

京杭運(yùn)河特大橋連續(xù)梁線形控制工作中采用絕對撓度法對其進(jìn)行控制。

懸臂澆筑階段的立模標(biāo)高為:

3.2 竣工標(biāo)高

h竣工i=h設(shè)計i+f1/2靜活載i+f后期徐變i。

“承受1/2靜活載”是近似模擬橋梁在正常使用情況下的活載工況。可通過結(jié)構(gòu)計算準(zhǔn)確求得。確定通常還要參考相關(guān)已成橋梁的后期徐變實(shí)測值。

4 誤差控制

1)施工控制總目標(biāo)是成橋后梁底曲線與設(shè)計值誤差控制在20 mm以內(nèi);2)立模完成后，檢查模板尺寸位置偏差應(yīng)滿足以下要求:梁段縱向中線最大偏差小于10 mm;梁段底模標(biāo)高與預(yù)拋高拱度偏差小于3 mm;梁段底模左右兩角高差小于2 mm;梁段長度偏差小于10 mm;3)每個節(jié)段箱梁澆筑完成后，檢查混凝土澆筑梁段的允許誤差應(yīng)滿足下列要求:懸臂梁段的高程偏差應(yīng)在-5 mm～+15 mm內(nèi);梁段軸線偏差小于15 mm;梁段頂面高程差小于±10 mm;合龍前兩懸臂端相對高差小于15 mm;4)軸線及平整度誤差超過允許值，應(yīng)及時修正后再進(jìn)行以后的施工;5)其他允許偏差要求按《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》控制。

5 施工監(jiān)控成果

5.1 整體線形

全橋張拉完成后對全橋線形進(jìn)行了聯(lián)合測量，并根據(jù)全橋張拉完成后梁體理論標(biāo)高，得出梁體頂面、底面和梁高與理論數(shù)值的偏差值。梁頂、底標(biāo)高與理論值誤差在20 mm以內(nèi)。與理論要求吻合較好，總體控制精度良好。

5.2 各合龍段合龍精度

京杭運(yùn)河特大橋連續(xù)梁按先合龍邊跨后合龍中跨的順序依次進(jìn)行合龍施工。由各合龍段兩端梁體高差偏差可知:高差偏差均小于允許偏差，合龍精度良好。

標(biāo)高是懸臂澆筑施工的主要控制內(nèi)容之一。通過調(diào)整變形來確定立模標(biāo)高，可以達(dá)到標(biāo)高控制的目的。本文以京杭運(yùn)河特大橋(跨徑為64 m+108 m+64 m連續(xù)梁)為依托，采用最簡單的參數(shù)識別與調(diào)整的方法，詳細(xì)的分析了施工過程中影響變形的因素，提出了簡單實(shí)用的處理方法，可供施工技術(shù)人員借鑒。