掛籃拆除時間點對連續梁成橋線形影響分析

劉文忠

摘 要：橋梁線性控制是根據已確定的施工方案來實施的，包括各主墩掛籃的安裝時間點、掛籃懸灌施工過程、掛籃拆除時間點和拆除位置，都會對成橋線形產生不可忽略的影響。結合某工程實例，建立有限元模型，模擬連續梁懸臂施工全過程，針對施工后期，掛籃拆除時間點變更對成橋線形影響作出定量分析，以期為連續梁施工和線形監控提供相應的參考。

關鍵詞：連續梁 掛籃拆除 時間點 線性控制

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0040-02

三跨連續梁懸灌施工時，兩主墩梁段平行進行，互不干擾。但各主墩施工有先后，進度有快慢，加上現場不確定因素影響，往往導致一主墩懸灌施工較大幅度先于另一主墩完成。這種情況下，往往會將進度較快主墩掛籃回退拆除，掛籃回退位置和拆除時間點均會對連續梁成橋線形產生影響。

1 工程簡介

某預應力混凝土連續梁橋，跨徑為（80.6+128+80.6）m，全長290.12 m，中支點處梁高9.6 m，跨中及邊跨直梁段梁高為5.6 m，梁底下緣按二次拋物線變化。主梁為單箱單室截面，箱梁頂板寬12 m，底板寬7.0 m。頂板厚度除梁端附近外均為450～650 mm，按折線變化；底板厚度520～1200 cm，按二次拋物線變化；腹板厚640～1100 mm，按折線變化。0號梁段長度18 m，普通梁段長度為2.0～3.5 m，合龍段長2.0 m，邊跨現澆直梁段長16.45 m。主梁兩個邊跨現澆段和主墩0#塊均采用支架施工，其余梁段均采用掛籃對稱懸臂施工。

該橋邊跨分為22個梁段，中跨分為41個梁段，1#主墩和2#主墩頂設一節0#梁段長18 m，全梁共85個梁段。橋梁分段圖如圖1所示。

該橋0#段采用鋼管支架，分兩次現澆；1#～20#段采用菱形掛籃懸灌，泵送混凝土。邊跨現澆段采用支架現澆，邊跨合龍段和中跨合龍利用掛籃底桁作吊架合龍。

在梁部及邊跨現澆直線段完成后，即可進行合龍施工。合龍順序為：邊跨合龍→解除臨時支墩→中跨合龍。

該橋原計劃于2011年12月合龍，掛籃拆除于橋梁合龍后進行。由于其他方面影響，合龍工期推后至2012年7月。在橋梁后期懸灌施工中，1#主墩梁段施工快于2#主墩一個月，根據實際進度推算，1#主墩邊跨合龍段早于2#主墩一個月完成。施工單位對合龍方案作出調整，計劃在1#主墩邊跨合龍完成后，提前將掛籃拆除。該項調整對成橋線形是否有不利影響，以及影響有多大，直接決定了調整方案是否可行。

2 研究成果

2.1 計算模型

為研究大跨度預應力混凝土連續梁橋施工后期合龍方案（掛籃拆除時間點）變更對成橋線形的影響，選用橋梁博士3.03專用程序就該橋建立有限元模型。模型的建立分以下幾步進行。

（1）合理劃分全橋節點、單元，根據分段施工橋梁的梁段數，以及橋梁臨時支承、支座等布置情況，劃分單元及節點。

（2）正確輸入預應力鋼束，預應力鋼束參數對結構計算結果影響非常大，鋼束參數需按照設計圖紙編號，對應輸入模型，確保輸入的鋼束參數準確無誤。

（3）合理劃分施工階段，施工階段的定義和劃分也是整個模型建立過程中非常重要的內容，因為實際情況有時會產生變化，可能和設計圖紙上給定的施工順序并不完全的一致。因此，應根據施工現場的實際順序，進行模型的建立。該連續梁橋的劃分施工階段的原則是：0號梁段的澆筑及張拉→安裝掛籃→澆筑1號梁段預應力→張拉1號梁段→移動掛籃→澆筑2號梁段→張拉2號梁段預應力→……

（4）約束的模擬，對于采用懸臂施工法建造的預應力連續梁，首先將墩梁固結，即結構最初狀態為T構狀態，此時，支座被臨時鎖定，而周圍被臨時支承約束。對于臨時支承與主梁的連接，采用支座剛度模擬的方法。

（5）合龍段施工的模擬，合龍段施工模擬包括合龍方式、臨時預應力張拉、掛籃拆除時間、臨時荷載大小和作用位置以及合龍束張拉時間等。該橋中，建立原合龍方案模型和預調整合龍工方案模型，進行對比分析。

（6）根據實際情況對模型進行調整，調整的內容包括混凝土的彈性模量、單元的加載齡期、每一施工階段實際的施工周期等等。

模型三維圖如圖2所示。

2.2 計算結果

1#主墩梁段原合龍方案和預調整方案成橋線形對比和差值如圖3和圖4所示。

2#主墩梁段原合龍方案和預調整方案成橋線形對比和差值如圖5和圖6所示。

根據計算結果，原合龍方案和預調整方案施工撓度有較大差別，最大相差達1.6 cm。已施工梁段標高乃根據原合龍方案確定，若采用預調整方案進行合龍，將對全橋線性產生不利影響，且此影響值超出規范允許值。因此，為了保證全橋線形盡量符合預先計算，實際施工時應按原方案拆除掛籃。

參考文獻

[1] 徐君蘭.大跨度橋梁施工控制[M].北京：人民交通出版社，2000.

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

[3] 向中富.橋梁施工控制技術[M].北京：人民交通出版社，2001.

[4] 楊濤，代遲書，馮濤華，等.合龍方案對大跨連續梁橋施工控制的影響研究[J].建材世界，2009，30（3）：97-99.

[5] 吳晗明.合龍方案對大跨度連續梁橋線形控制的影響研究[J].建材世界，2011，32（2）：87-89.endprint