襄陽(yáng)漢江三橋移動(dòng)模架施工箱梁線形控制

余學(xué)田

（中鐵武漢大橋工程咨詢監(jiān)理有限公司 武漢 430050）

襄陽(yáng)市漢江三橋南北灘橋標(biāo)準(zhǔn)段箱梁設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，5×50 m和6×50 m一聯(lián)，為分離的單箱雙室截面，見圖1。

圖1 灘橋箱梁截面（單位：c m）

灘橋標(biāo)準(zhǔn)段箱梁采用移動(dòng)模架施工，每聯(lián)箱梁施工梁段按照58 m＋n×50 m＋48 m的方式進(jìn)行劃分，見圖2。標(biāo)準(zhǔn)梁段平均混凝土方量為596 m3，重約1 550 t，首跨58 m梁段混凝土方量為750 m3，重1 940 t。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)段箱梁施工梁段劃分（單位：c m，n＝3～4）

1 移動(dòng)模架施工方法

移動(dòng)模架是一種專用的橋梁施工設(shè)備（采用在橋墩上縱向移動(dòng)的支架模板，在其上逐跨現(xiàn)澆梁體混凝土），同支架施工相比較，具有不受場(chǎng)地條件限制的優(yōu)點(diǎn)。移動(dòng)模架的主要構(gòu)件有托架、主梁、前鼻梁、后鼻梁、橫梁、前吊架、中吊架、后吊架、外模系統(tǒng)等。連續(xù)箱梁首跨施工時(shí)，移動(dòng)模架通過托架支撐在橋墩上，其他跨施工時(shí)，移動(dòng)模架后方通過后吊架懸吊于箱梁懸臂端，前方通過托架支撐在橋墩上。一跨箱梁施工完成后，移動(dòng)模架通過托架上的液壓系統(tǒng)操作，完成下降、橫向移動(dòng)和縱向移動(dòng)，整體移動(dòng)到下一跨箱梁位置，逐跨向前移動(dòng)完成整聯(lián)箱梁的施工［1］。

2 移動(dòng)模架施工箱梁預(yù)拱度設(shè)置考慮的因素

采用移動(dòng)模架施工箱梁的線形主要受到移動(dòng)模架的變形和混凝土箱梁變形2個(gè)因素的影響。其中移動(dòng)模架變形f1為澆筑混凝土?xí)r移動(dòng)模架在混凝土重量和施工荷載作用下的變形，可通過移動(dòng)模架拼裝后預(yù)壓采集數(shù)據(jù)。混凝土箱梁的變形f2為箱梁在結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力、施工荷載、二期恒載、混凝土收縮和徐變、1／2活載等荷載作用下的變形。一聯(lián)箱梁在逐跨施工過程中，移動(dòng)模架后吊架的作用力在每跨箱梁的懸臂端作用和撤除，且結(jié)構(gòu)體系不斷變化，箱梁的變形處于動(dòng)態(tài)變化過程，最終成橋線形受到施工過程的影響［2］。因此，需要通過結(jié)構(gòu)的施工階段分析，得到成橋狀態(tài)的箱梁變形。

為了得到理想的成橋線形，需要在立模時(shí)進(jìn)行預(yù)拱度設(shè)置，從而抵消移動(dòng)模架的變形f1和預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的變形f2，預(yù)拱度設(shè)置f＝－（f1＋f2）［3］。

3 移動(dòng)模架施工箱梁的施工階段分析

采用Midas Civil有限元結(jié)構(gòu)軟件，對(duì)灘橋的箱梁施工進(jìn)行施工階段建模模擬分析。每跨箱梁的施工時(shí)間為22 d，移動(dòng)模架后吊架反力作為集中荷載施加在前一跨箱梁的懸臂端，預(yù)應(yīng)力張拉齡期為7 d，最后施工階段為成橋后10年時(shí)間。通過施工階段分析成橋后的結(jié)構(gòu)變形見圖3，數(shù)據(jù)見表1。共4個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別為X1和X2，Y1和Y2測(cè)點(diǎn)。

圖3 移動(dòng)模架施工箱梁變形圖

（2）在每片橫梁方向上，分別布設(shè)A，B，C，D，E，F(xiàn)共6個(gè)測(cè)點(diǎn)，其中A，F(xiàn)測(cè)點(diǎn)布置在翼緣模板邊緣，B，E測(cè)點(diǎn)布置在橫梁與主梁相交的根部，用于觀測(cè)主梁變形，C，D 測(cè)點(diǎn)布置在橫梁內(nèi)側(cè)2個(gè)支撐架上，整個(gè)移動(dòng)模架有11道橫梁，累計(jì)總共66個(gè)測(cè)點(diǎn)，見圖4，圖5，數(shù)據(jù)見表2。

表1 移動(dòng)模架施工箱梁各控制點(diǎn)的變形值

通過移動(dòng)模架施工階段結(jié)構(gòu)分析可知，箱梁8 m段懸臂端的變形出現(xiàn)拐點(diǎn)，因此在進(jìn)行預(yù)拱度設(shè)置時(shí)，應(yīng)采用墩頂、懸臂端和跨中3個(gè)控制點(diǎn)。

4 移動(dòng)模架預(yù)壓的變形數(shù)據(jù)采用

4.1 預(yù)壓荷載

移動(dòng)模架拼裝完成之后，為得出荷載－撓度曲線，進(jìn)行堆載預(yù)壓。預(yù)壓采用堆載砂袋和鋼材的方法逐級(jí)加載，直至加載至首段箱梁加內(nèi)模重量的120%。縱向布載模擬梁體及內(nèi)模重力分布，1.2倍箱梁自重加內(nèi)模自重（50 m＋8 m）預(yù)壓荷載為2 160 t。橫向布載根據(jù)箱梁截面特征，在標(biāo)準(zhǔn)斷面和橫梁位置分別采用不同的方式，模擬實(shí)際混凝土澆筑時(shí)的荷載分布情況。數(shù)據(jù)采用100%荷載數(shù)據(jù)。

4.2 測(cè)點(diǎn)布設(shè)

（1）移動(dòng)模架4個(gè)支腿上分別布設(shè)1個(gè)測(cè)點(diǎn)，

圖4 模架構(gòu)造及測(cè)點(diǎn)斷面布置圖

圖5 測(cè)點(diǎn)平面布置圖

表2 移動(dòng)模架首跨預(yù)壓變形數(shù)據(jù)

4.3 移動(dòng)模架預(yù)壓變形數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)分析

底板控制線C點(diǎn)的變形大于翼緣板控制線A點(diǎn)的變形，原因是C點(diǎn)的變形為移動(dòng)模架橫梁產(chǎn)生橫向撓度與移動(dòng)模架主縱梁撓度的疊加，與實(shí)際情況較為吻合。施工中采用底板C點(diǎn)和翼緣板A點(diǎn)2條控制線進(jìn)行預(yù)拱度設(shè)置。

移動(dòng)模架首跨預(yù)壓變形數(shù)據(jù)與計(jì)算變形數(shù)據(jù)基本一致，標(biāo)準(zhǔn)跨變形采用計(jì)算數(shù)據(jù)，不再預(yù)壓。

5 預(yù)拱度設(shè)置數(shù)據(jù)和線形控制

首跨施工采用預(yù)壓模架變形數(shù)據(jù)與混凝土梁結(jié)構(gòu)的變形數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加設(shè)置預(yù)拱度，其他跨采用模架計(jì)算變形數(shù)據(jù)與混凝土梁結(jié)構(gòu)的變形數(shù)據(jù)疊加，設(shè)置預(yù)拱度f＝－（f1＋f2）。數(shù)據(jù)見表3。

表3 預(yù)拱度設(shè)置數(shù)據(jù)

施工控制時(shí)采用用二次拋物線對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行擬合優(yōu)化，建立預(yù)拱度線形控制方程，計(jì)算立模時(shí)各位置的預(yù)拱度設(shè)置值。

襄陽(yáng)漢江三橋在首聯(lián)施工時(shí)，因墩頂后8 m懸臂端直接采用了跨中、墩頂2點(diǎn)的變形按照二次拋物線進(jìn)行了內(nèi)插，施工完成后在墩頂后的8 m懸臂端位置偏低約2.5 c m，線形在接縫位置出現(xiàn)不平順的情況。后續(xù)施工通過實(shí)際施工測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)合混凝土梁的變形特征，對(duì)預(yù)拱度的設(shè)置進(jìn)行了調(diào)整，取得了比較好的線形控制效果。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）移動(dòng)模架施工箱梁的線形控制方法為：通過結(jié)構(gòu)的施工階段分析確定混凝土梁的結(jié)構(gòu)變形特征和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過預(yù)壓結(jié)合計(jì)算分析確定模架在混凝土自重荷載作用下的變形，以墩頂、跨中、懸臂端3個(gè)主要控制點(diǎn)建立二次拋物線方程，確定預(yù)拱度設(shè)置值。

（2）懸臂端預(yù)拱度值的準(zhǔn)確設(shè)置，是保證接縫平順的關(guān)鍵。

（3）在施工過程中要注意對(duì)移動(dòng)模架在混凝土澆筑完成后的變形、混凝土梁張拉前后的變形進(jìn)行測(cè)量，對(duì)預(yù)拱度設(shè)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，以達(dá)到理想的線形控制效果。

［1］ 項(xiàng)貽強(qiáng)，張少錦，黃成造.移動(dòng)模架設(shè)計(jì)、施工與養(yǎng)護(hù)技術(shù)指南［M］.北京：人民交通出版社，2009.

［2］ 李曉龍.移動(dòng)模架施工預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋的作用效應(yīng)分析［D］.鄭州：鄭州大學(xué)，2005.

［3］ JTG－TF50－2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2011.