淺談曲線上預應力混凝土連續梁掛籃施工線形監控技術

賀星亮

【摘要】客運專線鐵路曲線上預應力混凝土連續梁成橋后線形及內力狀態是影響橋梁安全、質量的重要因素，施工全過程必須對每一施工梁段的中線、高程及預拱度等，進行嚴格監測和控制，本文從線形監控的目的和任務、線形監控的基本原理和程序、主梁線形監控流程等方面介紹監控技術要點，確保成橋線形符合要求。

【關鍵詞】曲線；連續梁；掛籃；線形；監控

1.工程概況

大西客專左線太鋼特大橋1#～4#墩臺為單線32+48+32m后張法預應力鋼筋混凝土箱型連續梁，該連續梁位于R=600m、i=+30‰的曲線上。梁體邊支座中心至梁端0.6m，全長113.2m，梁高沿縱向按二次拋物變化，中支點梁高3.5m，邊支點及跨中梁高2.5m，中跨跨中直線段長8.4m，邊跨直線段長12.8m。梁體截面采用單箱單室直腹板形式，頂板厚度除梁端附近外均為32cm，腹板厚45～60～70cm，底板由跨中的40 cm按二次拋物線變化至根部的60cm。頂板寬度7.2m，底板寬度3.8m。

2.施工方案

本橋各T構箱梁， 除0#塊、1#塊和邊跨直線段為支架現澆外， 其余梁段分別以2#、3#主墩作T構， 采用4只菱形掛籃對稱懸臂逐段澆筑。0#塊節段長度為6m，1#塊節段長度為3m，2#～6#塊懸臂澆筑段節段長度均為3.45m，邊跨、中跨合攏段節段長度為1.5m，邊跨直線段節段長度為7.85m。邊跨合攏段采用支架現澆施工、中跨合龍段采用吊架模板施工。主要施工順序：主墩0#塊、1#塊支架現澆→主墩2#塊～6#塊懸臂對稱澆筑→邊跨直線段支架現澆→邊跨合龍段現澆→解除主墩處的臨時固結→中跨合龍段懸吊支架現澆→體系轉換（張拉合龍鋼束）→橋面系二期恒載施工。

3.線形監控的目的和任務

根據連續梁施工實際工況跟蹤監測取得的真實施工結構參數，運用預控制技術及時進行施工階段線形計算，對梁體結構的未來狀態做出預測，確定每一懸澆梁段立模高程，并在施工過程中依據施工監測成果，對施工偏差進行分析、識別、預測后對下一施工梁段的立模板高程進行調整，以此來保證每一懸澆梁段和合攏段的兩懸臂端中線及高程偏差符合相關規定，保證成橋線形和結構內力狀態符合設計要求。

4.線形監控的基本原理及計算程序

連續梁橋的施工監控是一個“預告→施工→測量→識別→修正→預告”的循環過程。施工監控中最基本的原則是確保施工過程中大橋結構的安全，在大橋施工過程安全性滿足要求的前提下，再對大橋施工過程中結構的線形進行控制，確保大橋最終線形滿足預期目標。

以施工預拱度計算作為每一梁段立模高程計算依據和全橋線形控制依據。施工預拱度應考慮的幾個因素：設計預拱度、在荷載作用下已施工梁段的變形、掛籃在荷載作用下的彈性變形、混凝土預施應力和收縮、徐變引起的撓度、施工時溫度變化引起的撓度等。根據計算提供梁體各截面的最終撓度變化值（即豎向變形），設置施工預拱度，據此調整每塊梁段模板安裝時的前緣標高，懸臂澆筑n號梁段合攏側（前端）施工立模高程Hn應考慮下列因素計算確定：

Hn=An+Bn+Cn±Dn

式中 An——n號梁段前端設計高程；

Bn——n號梁段前端計算撓度；

Cn——n號梁段前端預計掛籃變形值；

Dn——n號梁段前端高程調整值，包括考慮模板間隙、支架沉降、（n-1）號梁段高程偏差調整值、計算與實際撓度差值調整值等；

5.支架及掛籃預壓控制

5.1支架預壓控制

支架預壓荷載取支架所承受最大施工荷載的110%，預壓按支架最大施工荷載的60%、100%、110%分三級進行，荷載分布與支架施工荷載分布一致，加載及卸載按照對稱、分層、分級的原則進行。支架預壓完成后，根據監測數據計算分析基礎沉降量和支架彈性變形量、非彈性變形量及平面位移量，評價支架安全性和確定立模標高。

5.2 掛籃預壓控制

掛籃使用前，對制作及安裝質量進行全面檢查，進行走行性能試驗并按設計要求進行靜載試驗，按最大施工荷載的1.2倍進行靜載試驗，消除掛籃在加載狀態的非彈性變形并測量掛籃的彈性變形值，以便合理設置懸臂澆筑梁段的立模高程。掛籃靜載試驗應模擬最大現澆梁段施工荷載分布情況，分級進行加載。每級加載完畢1h后，測量掛籃變形值。測點布置在前后支點、上下橫梁、后橫梁等部位的兩側及中部相應位置。全部加載完畢后，每隔1h測量一次每個測點變形值，連續預壓4h，當最后測量時間段的兩次變形量之差小于2mm時即可結束。按分級加載的相同重量逐級卸載并測量各級卸載后的變形量。根據加卸載實測數據，繪制各測量點的加、卸載過程變形曲線，通過分析計算掛籃在各個階段荷載作用下的變形值。

6.主梁線形監控

6.1測點布置

施工過程中，跟蹤監測掛籃走行前后、混凝土澆筑前后和預應力張拉前后六種工況時已施工及在施工梁段的高程變化情況，與理論計算值進行比較分析，合理調整確定下一施工梁段的施工立模高程。每節段截面設置5個測點，分別為頂板兩側翼緣板距梁邊線10cm處，頂板中心，底模板距腹板邊緣10cm處。如下圖

6.2線形監控具體流程

6.2.1橋墩及0#塊施工階段

建立沉降觀測測點的初始值；澆筑0#段混凝土前預埋支架鋼管應力測試傳感器；按施工控制小組提供的0#塊底面立模標高澆筑0#塊，測量結果報施工控制小組；建立墩頂水平位移測點的初始值；在0#塊拼裝掛籃；掛籃預壓試驗，向施工控制小組提供掛籃預壓試驗變形結果；立模綁扎1#塊鋼筋。

6.2.2循環懸臂澆筑階段

從掛籃的遷移定位至預應力鋼束張拉完畢是本橋施工的一個周期，每個周期中有關施工控制的步驟：按照預報的掛籃定位標高定位掛籃，由施工單位測量定位后的掛籃標高，經監理簽認后向控制小組提供掛籃的定位測量結果；立模板、綁扎鋼筋；澆筑混凝土前，測量所有已施工梁段上的高程測點，復測掛籃定位標高，墩頂的水平位移，經監理簽認后報施工控制小組；施工控制小組分析測量結果，如需調整，給出調整后的標高；澆筑混凝土后第二天測量所有已施工梁段上的測點標高，測量本梁段端部梁底和預埋在梁頂的測點標高，建立測點與梁底標高的關系，經監理簽認后提供施工控制小組；澆筑完混凝土后第二天測量本節段上的箱梁頂面標高，建立測點與梁底標高的關系，經監理簽認后提供施工控制小組；檢查斷面尺寸，提供給施工控制小組并向施工控制小組提供梁段混凝土超重的情況；張拉預應力鋼筋后，測量所有已施工梁段上的高程測點，經監理簽認后提供施工控制小組；施工控制小組分析測量結果，根據上一施工周期梁底標高測量值預報下一施工周期的掛籃定位標高。

6.2.3合龍及合攏后階段

懸臂澆筑完成后拆除全部掛籃，同時現澆邊跨現澆段；測量全橋測點標高；安裝合攏吊架及模板，但不得與主梁緊固；合攏段壓重，必要時根據標高調整壓重的重量；標高調整完畢后，在低溫時焊接合攏臨時勁性骨架，緊固模板，綁扎縱向鋼筋的另一端，張拉臨時合攏預應力；澆筑合攏段混凝土，同時卸載壓重；測量合攏段預應力鋼筋；拆除合攏吊架；張拉邊跨合攏段預應力鋼筋；拆除合攏吊架；測量合龍點標高、未合攏跨懸臂端標高；按上述過程合攏另外幾個合攏段；全橋測點聯測，按網絡測量橋面標高，提供施工控制小組；將施工控制測點轉移至橋梁兩側；施工控制小組協助提供橋面鋪裝標高，進行橋面鋪裝；全橋測點聯測，數據報施工控制小組；施工控制小組提供施工控制報告。

7.結束語

客運專線預應力混凝土連續梁對施工精度要求很高，通過對連續梁掛籃施工的全過程進行逐步細化并嚴密監控，保證成橋后的線形及內部受力要求。施工過程中嚴格執行線形監控的循環控制流程，極大限度的滿足了設計要求。通過本橋的施工實踐，驗證和改進了線形監控原理和監控程序，可供同類型工程參考。

參考文獻

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