大跨度連續剛構橋立模標高掛籃變形修正

殷 臻，彭 爽，余 舟

(1.重慶交通大學土木建筑學院;2.重慶市市政設施管理局)

大跨度連續剛構橋立模標高掛籃變形修正

殷 臻1，彭 爽2，余 舟1

(1.重慶交通大學土木建筑學院;2.重慶市市政設施管理局)

立模標高準確與否直接關系到成橋線形的優劣。分析了大跨度連續剛構橋懸臂施工時立模標高控制原理及影響因素，提出了在大跨度連續剛構橋實際施工控制中，預壓堆載試驗取得的掛籃變形與實際發生的掛籃變形存在一定的誤差，是影響立模標高精度的關鍵因素。通過采用對每節段掛籃變形動態修正的方法，結合玉井特大橋的工程實踐，說明該方法能減小誤差，滿足立模標高的精度要求。

連續剛構橋;立模標高;懸臂施工

1 立模標高控制原理及影響因素

1.1 標高控制原理

結合設計文件所提供的設計參數、有關規定以及其他資料，對施工控制中的各參數進行識別和取定。根據上述控制參數進行結構分析，結合工程實際情況進行誤差分析、預測，計入掛籃變形、當前塊件的下撓值等綜合因素給出立模標高。

立模標高的計算公式如式(1)

式中:Hi為i節段施工立模標高;Hsi為i節段設計標高;Hyi為i節段預拋高;Hwi為i節段標高溫度修正值;Hgi為i節段相應的掛籃變形值。

1.2 影響因素分析

從標高控制的基本原理可以看出，結構的立模標高主要由節段設計標高Hsi、節段預拋高Hyi、節段標高溫度修正值Hwi、掛籃變形值 Hgi組成。

(1)設計標高Hsi

在設計方未做設計變更的情況下，一般不變。通常取該節段的裸梁底面設計標高作為計算值。

(2)預拋高Hyi

考慮自重、混凝土收縮徐變、預加應力、二期恒載、活載的一半等因素，通過midas civil等有限元軟件或經驗公式，結合設計控制參數計算確定。在施工過程中，會根據實際的材料參數、已施工結構線形等因素經行重新計算和綜合調整。是立模標高的主要影響因素之一。

(3)標高溫度修正值Hwi

懸臂施工節段必須考慮不同溫度對懸臂累計撓度的影響，消除年溫差引起啊的懸臂標高誤差。施工過程中進行溫差修正，消除日照溫差影響。

(4)掛籃變形值Hgi

通常參考掛籃預壓堆載試驗的相關資料，繪制荷載-變形曲線圖，每節段施工時結合自重取掛籃變形值。實際施工過程中由于種種原因掛籃的實際變形和預壓試驗的數據存在較大誤差，導致立模標高數據精度不夠，成為影響立模標高的關鍵影響因素。

2 掛籃變形誤差分析

2.1 預壓堆載試驗不規范

預壓堆載試驗是驗證掛籃安全性和取得掛籃變形規律的重要手段。但實際施工中，很多項目的預壓堆載試驗受到人員、設備、操作空間等影響，并不能完全按評審方案進行，往往出現改變堆載方式、減少荷載分級、預壓不充分等現象，由此采集的變形數據很難得出較準確的掛籃變形規律。

2.2 施工產生的非彈性變形

通過預壓堆載試驗基本可消除安裝掛籃產生的非彈性變形，但脫模、掛籃行走、臨時更換掛籃承重構件等施工過程中將使掛籃產生新的非彈性變形，這部分變形也將影響到掛籃變形的取值，進而影響標高控制精度。

2.3 測量誤差

溫度、天氣、儀器等對測量結果都有一定影響，預壓堆載試驗時的溫度、天氣、儀器等與后續節段施工時相關情況會有較大差別，如夏季施工時氣溫高、能見度好，冬季施工時氣溫低、能見度差，甚至施工現場作業產生的擾動都會對測量產生較大的誤差。

3 掛籃變形誤差修正

通過掛籃變形誤差的分析，原有計算掛籃變形值的方法存在一定缺陷，結合施工實際情況與有限元模型，可從以下方面對掛籃變形誤差經行修正。

3.1 加強預壓堆載試驗監管

在條件允許的情況下，嚴格按照規范及相關試驗方案進行堆載，分級加載，增加變形觀測點數量，使繪制的荷載-變形曲線與實際情況更相符，做好預壓堆載試驗也是對掛籃施工安全的重要保障。

3.2 動態修正法

結合施工實際，通常一個節段的施工工期為10～15 d，前后兩個節段基本具有相同的施工環境，包括溫度、天氣、儀器、人員等因素基本一致，同時前后兩節段自重變化也不大，因此，前一節段的實際掛籃變形值可以作為當前節段掛籃變形值選取的重要參考值。

立模標高的計算公式如式(2)

式中:Hgi為i節段相應的掛籃變形值;Hgi-1實為(i-1)節段掛籃實際變形值;mi為i節段自重;mi-1為(i-1)節段自重。

掛籃的實際變形值主要通過觀測標高控制點在節段混凝土澆筑前后的變形值來確定，在懸臂伸長后，考慮到懸臂在自重作用下發生的下撓，此時該變形值需減去懸臂在混凝土澆筑前后的下撓值，即為掛籃的實際變形值。

掛籃的實際變形值計算公式如式(3)

式中:Hgi-1實為(i-1)節段掛籃實際變形值;Hi-1澆前為i節段混凝土澆筑前測點標高;Hi-1澆后為(i-1)節段混凝土澆筑后測點標高;ΔH懸臂為(i-1)節段混凝土澆筑前后懸臂變形。

節段混凝土澆筑前后的懸臂變形值可通過有限元模型中對應的施工工況查得。

4 玉井特大橋實際控制成果

在玉井特大橋的工程實踐中，規范要求標高控制誤差不超過±10 mm，通過對掛籃變形誤差進行動態修正，標高控制精度較理想，詳見圖1～圖4。

從圖1～圖4中數據可以看出，采用動態修正法對掛籃變形誤差修正，在實踐中取得了較好效果，未修正的掛籃變形值與實際掛籃變形值往往有5～10 mm的誤差，修正后的掛籃變形值使誤差縮小到2～3 mm，相對總體標高誤差不超過±10 mm的要求，修正幅度大，使得控制精度進一步提高。

圖1 玉井特大橋右幅6#墩廣州岸2～5#節段掛籃變形圖

圖2 玉井特大橋右幅6#墩樂昌岸2～5#節段掛籃變形圖

5 小結

通過對工程實踐中掛籃變形誤差分析，提出采用動態修正法來修正該誤差，控制精度得到提高。但該方法依然不夠完善，需要進一步的探討和研究，如1號節段的掛籃變形修正，因為動態修正法需要參考前一節段的實際掛籃變形值，而1號節段時只有掛籃預壓試驗數據，所以無法采用該法進行修正。實際施工時，第一個墩的1號節段掛籃變形直接采用預壓試驗值，后續墩的1號節段結合預壓試驗值和第一個墩的1號節段數據分析取值，通常掛籃實際變形值比預壓試驗值偏小。

圖4 玉井特大橋左幅6#墩廣州岸2～5#節段掛籃變形圖

圖5 玉井特大橋左幅6#墩樂昌岸2～5#節段掛籃變形圖

標高控制直接影響成橋線形，是懸臂施工的關鍵環節，在施工過程中根據施工監測的成果對誤差進行分析、預測和對下一立模標高進行調整，以此來保證施工沿著預定軌道進行，從而保證主梁合攏段兩懸臂端標高的相對偏差不大于規定值以及合攏后橋面線形符合設計要求。

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U448.23

C

1008-3383(2013)05-0086-02

2012-12-21

殷臻 (1987-)，男，四川眉山人，碩士研究生，研究方向:橋梁工程。