預應力連續梁橋懸臂施工控制分析

楊艷飛

(貴州路橋集團有限公司)

預應力連續梁橋懸臂施工控制分析

楊艷飛

(貴州路橋集團有限公司)

預應力混凝土連續梁可以解決跨越大江大河的問題，因此近年來修建需求劇增，其主跨跨徑要求越來越大，所以此類型的橋梁施工技術面臨越來越多的挑戰。懸臂施工法是修建該種橋梁的主要手段，但是此法修建的橋梁主梁體內容易產生復雜的應力應變，所以需要謹慎對待。結合實際生產建設案例對預應力連續梁懸臂施工進行分析。

預應力連續梁;懸臂施工;控制分析;應力監控

1 工程概況

北盤江特大橋位于貴州省六盤水市水城縣發耳鎮和營盤鄉交界處，北盤江為其界河，橋址水城岸(北岸)屬于發耳鎮躍進村石板寨，盤縣岸(南岸)屬于營盤鄉紅德村。本橋起點樁號 K30+747.5，終點樁號 K32+002.5，全橋長1 261 m。其中主橋82.5 m+290 m+82.5 m 為預應力混凝土斜腿連續剛構，引橋采用預應力混凝土T梁先簡支后結構連續或剛構的形式。本項目是該橋前半段第7A合同段，路線起點樁號為K30+700(引道路基起點樁號)，終點樁號為K31+345(主跨中心樁號)°施工主要內容包括:段內除接易拉嘎隧道出口端橋臺有部分路基外，其余均為正橋部分。連續梁采用縱、豎、橫三向預應力，C50混凝土。全橋選擇對稱懸臂澆筑、邊跨合攏、中跨合攏順序。

2 控制模型的建立

本橋采用橋梁專用軟件MIDAS/CIVIL建立連續梁的整體模型，并應用該軟件模擬出在施工過程中梁段的混凝土澆筑、預應力筋的張拉、掛籃移動等具體因素的影響，并進行施工過程中的應力應變的計算和檢驗工作。本橋連續梁主橋共劃分108個單元，所以單元采用梁單元。固結整個結構的墩底，梁的兩端約束為滾動支座，墩梁實行約束。

3 主梁線性監控

3.1 施工線形控制的原理

根據計算提供梁體各截面的最終撓度變化值和檢測結果，設置施工預拱度，據此調整每節段的模板標高。用以下公式計算

式中:Hi第i梁段的實際立模標高;H1為第i梁段的設計標高;H2為設計預拱度;H3為施工調整值。

3.2 懸臂施工線形控制方法

建立控制點，在47#、51#墩0#塊中心設平面控制點及高程控制點，始終以此作為全橋線形的控制點，橋梁施工期間定期或不定期的進行復核以監控點位是否發生位移。

3.2.1 梁段軸線控制

箱梁各節段平面位置控制要點為掛籃行走和就位后的軸線控制，為精確控制掛籃行走軸線位置，軌道鋪設必須經過精確的定位，掛籃滑動到位后再用全站儀對掛籃軸線進行測量，掛籃實際軸線和設計掛籃軸線的誤差不得大于10 mm。經檢查無誤后，將掛籃后錨固錨緊。

3.2.2 梁段長度控制

掛籃就位后，用全站儀放樣定出梁段的端頭截面，放樣完后用鋼尺從已澆筑的梁段的端頭量放樣點處，校核全站儀放樣的結果。這樣既可保證梁體端面的垂直度又能保證梁段的長度，施工時要嚴格按照放樣點控制端頭模板。

3.2.3 測量方案

全橋在平面內位于直線上，在縱斷面內位于0坡度的直線上。為保證全橋精確合龍，采用如下方案。

(1)在47#、51#墩0#塊施工時預埋0#塊中心點位鋼板，采用10×10 cm，δ=10 mm的鋼板，頂面與梁頂面平齊。底面焊接四根φ12鋼筋，長度為30 cm，端部帶彎鉤。

(2)0#塊施工完畢后，精確放出中心點，并刻痕標記，作為穿線控制點，并與高級控制點聯測無誤后，記錄該點數據，作為平面控制點。

(3)確定中心點位后，可于鋼板上焊接小于1 cm高度的φ20鋼筋頭，將頂部打磨圓，作為箱梁高程控制點。

(4)從地面高級控制點通過三角高程分別引設高程到高程控制點上，然后在橋面上采用二等水準要求聯測，并平差，記錄結果，作為高程控制點。

(5)定期或不定期的對控制點進行復測以保證點位沒有被破壞。

(6)軸線采用經緯儀穿線，距離采用全站儀量測;高程以0#段上所設的水準點為控制點進行測量。

4 主梁應力監控

應力監控的目的通過及時監測連續梁的受力部位在施工工序中的實際受力情況，提供安全的施工條件，也為運營階段的監測工作奠定基礎。

4.1 應力監控儀器

采用振弦式應變傳感器用于監測混凝土的應變，其靈敏度、精度及穩定性在同類產品中都很出色，在土木領域得到廣泛應用。本項目采用XJH-3型埋入式混凝土應變傳感器和相匹配的的PZX-6T振弦頻率儀。

4.2 應力監控斷面布置

在分段施工的最不利部位是連續梁懸臂施工應力監控的首選部位，依據橋梁結構參數和施工具體方法可以得到應力監測截面的具體位置。

4.3 應力監控影響因素

(1)傳感器的安裝

混凝土澆筑和振動搗實時，傳感器有時受到不同方向的擠壓發生軸線偏離，使得測量值偏小。

通過截面尺寸和上、下緣的實際測量應力可以修正上下位置引起的傳感器差異;不能修正傳感器方位帶來的隨機誤差，但是其影響較小，可以忽略。

(2)混凝土彈性模量

用到混凝土的彈性模量，把應變轉化為應力時就會，它的取值通常是一定值來自于相應規范。但混凝土的彈性模量是隨時間的推移而發生改變，因加載齡期不同，混凝土的塑性變形會而有很大區別，因此，混凝土的彈性模量應根據相應階段的試驗取值。

(3)溫度

混凝土會熱脹冷縮受溫度的影響，溫度升高，弦張力降低;溫度降低，弦張力增大。應力和溫度同時存在時，傳感器的讀數包含外界形變和溫度變化，故進行修正測試數據時，要除去溫度的部分影響。

［1］范立礎.預應力混凝土連續梁橋［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［2］張繼堯，王昌將.懸臂澆筑預應力混凝土連續梁橋［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［3］徐岳，王亞君，萬振江.預應力混凝土連續梁橋設計［M］.北京:人民交通出版社，2005.

［4］ 雷俊卿.橋梁懸臂施工與設計［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［5］ 任和生.現代控制理論及其應用［M］.北京:電子工業出版社，1992.

［6］唐弘玻.淺析橋梁施工監控的重要性［J］.知識經濟，2009，(13):85.

U445.7

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1008-3383(2014)03-0102-01

2013-12-13

楊艷飛(1987-)，男，河北人，助理工程師，研究方向:土木工程。