鋼箱系桿拱橋拼裝架設線形控制技術

摘要：本文首先介紹了鋼箱系桿拱的由來及發展現狀，然后對鋼箱系桿拱在架設中線形控制的流程、要點和作用進行了介紹，接著分析了主梁線形控制技術，最后闡述了施工控制的具體過程及其難點。

關鍵詞：鋼箱系桿拱橋；拼裝架設；線形控制

一、前言

隨著經濟的發展，交通運輸業也在不斷地發展，高效低碳環保也成為了社會發展的目標。鋼箱系桿拱橋憑借優勢被廣泛使用，但是拼裝架設線形控制技術同樣也成為了關鍵技術。

二、鋼箱系桿拱的由來及發展現狀

鋼箱系桿拱橋具有跨度大、結構輕、造型美、材料省等優點，廣泛應用于公路工程項目中。

鋼箱系桿拱橋結構的形成必須經歷一個漫長而復雜的過程。首先應該通過理論分析計算來確定鋼箱系桿拱橋施工過程中每個階段在受力和變形方面的理想狀態，以此為依據來控制施工過程中每個階段的結構行為，變形觀測與控制是貫穿整個施工過程質量控制中重要的環節，研發本橋的變形觀測與控制技術是非常有必要的。這也是最終成橋線形和受力狀態滿足設計要求。

三、鋼箱系桿拱在架設中線形控制的流程、要點和作用

線形控制的流程：包括系梁線形監測、吊桿垂直度監測和拱肋線形監測三個方面的內容。系梁線形監測又包括系梁標高監測和系梁軸線監測兩個方面內容，其主要體現在兩方面：一是平面線形控制，即控制橋軸線在平面上的走向符合設計要求，在建設直線橋梁時比較容易，但對于彎橋梁必須根據特殊實際進行結構分析，通過適當科學的方法才能達到預期的目的。二是豎向線性控制，在橋梁上選取若干個點，通過控制這些點的標高來實現對線形的控制，豎向線形必須符合設計要求，如果控制不好不僅造成合龍困難，還會由于強行合龍，使梁體內力分布不合理，預應力筋偏大，導致橋梁縱向產生起伏變化，影響橋梁外觀，嚴重情況下會在運營當中梁體的某些截面荷載超過設計要求。

線性控制在施工過程中的作用：線形控制涉及到橋梁建設的整個過程中，橋梁線形控制工作做的不好不僅會影響整個橋梁的外觀，還會降低橋梁的質量，造成重大的工程事故。施工階段中做好線形控制能夠確保施工過程中的結構安全；保證梁體的線形控制在設計誤差范圍之內；保證在鋼橋拼裝過程中，變位控制在設計誤差范圍之內，確保順利合龍；確保成橋后的梁體、鋼箱拱線在設計誤差范圍之內。這些控制都有效地提高了橋梁的整體水平，降低了事故發生的風險。

四、主梁線形控制技術

1、預拱度標準

預拱度是計算線形的基礎，預拱度的設置根據梁單元模型計算得出的全橋累計變形+1/2活載變形計算。

2、鋼箱梁下料參數計算

以底板為基準時頂板修正量=梁?tan（梁段間夾角/2），據此可得出頂底板考慮誤差前后的下料長度。采用相同方法，即可得出全橋鋼箱梁下料參數。橋梁線形控制就是通過模擬各個施工工況同時考慮成橋曲線來精確計算出橋梁應施加的預拱度，從而計算胎架線形參數與鋼箱梁下料參數，在箱梁預制施工中嚴格按照指令，在施工完成后理論上就能達到結構理想的幾何線形。故線形控制參數的計算是十分重要的。

3、大節段吊裝安裝線形的確定

大節段預制完畢，將鋼箱梁?用浮吊架設到臨時支座上時，鋼箱梁發生自重變形，此時需要對鋼箱梁計算安裝線形，以有效控制鋼箱梁安裝，保證施工安全與成橋線形，如發現偏差可及時調整，避免出現誤差累計導致成橋不滿足設計要求，甚至合攏困難。安裝線形的計算是通過考慮加入豎曲線的預拱度扣除當前施工工況發生的位移，由于預拱度的設置是確定小節段兩端的高程，并?用“以直代曲”方式預制梁段，故小節段中間的預拱度可由兩端插值得到，根據安裝測點布置，選取頂板中心點，由此可以得到理論上當前工況的安裝線形狀態。施工時根據幾何控制方案，測量相應測點的變形，與理論值對比，控制誤差。

4、大節段間的梁端轉角控制

（一）、梁端轉角計算

鋼箱梁架設安裝時，在捍接前大節段間捍接合攏位置會有一定的梁端轉角，轉角的控制是大節段吊裝施工技術施工控制的關鍵，直接決定了鋼箱梁能否順利合攏。為了使鋼箱梁平順連接，應盡量消除輝接前的梁端轉角。理論上可以采用調節鋼箱梁制造線形的方法消除梁端轉角。即在制造指令的計算時，根據表1計算所得的輝接前梁端轉角計算值，在輝接位置兩側的小節段預先轉一定的角度，可選擇兩側各偏轉計算得到轉角的一半，即修正胎架線形參數中每個大節段兩端的兩個小節段的相對高程。這樣在安裝時，架設梁段變形之后即處于無轉角狀態，可以平順連接鋼箱梁。

（二）、梁端轉角的誤差調節

調節制造線形后，理論上是可以平順連接鋼箱梁的。但是鋼材彈性模量、梁重、溫度變化、施工誤差、臨時荷載等誤差均會對梁端轉角產生影響。故必須有效地控制分析這些誤差，避免出現過大梁端轉角導致合攏困難。當轉角較小時，在輝接位置可以用輝縫調節，當縫寬S25mm時，可以用輝縫調節這部分轉角；但當轉角過大時，無法使用揮縫調節，這時，可采用架設時的牛腿支座以及調位支座的豎向千斤頂調整待安裝梁段的高程來消除轉角，輝接完可調節回原狀態。這種調節方式會使?接完的結構產生強迫位移，對結構受力產生一定的影響，應盡量避免出現誤差導致過大轉角。

五、施工控制的具體過程及其難點

橋梁在施工過程中，會有很多影響因素，這些影響因素對不同的結構、不同的施工方法，產生的施工誤差也不同。實際施工必須抓住主要矛盾，只有解決了主要矛盾，才能做到經濟有效。

根據多年的經驗得出，鋼箱系桿拱橋應力水平較低，因此在施工過程中總的控制原則是：在確保吊桿和拱肋穩定的前提下，采取以線形控制為主、兼顧應力控制的雙控原則，在進行科學的線形控制后，通過在大橋上部結構的控制截面布置應力測點，來觀察在施工過程中這些截面的應力變化與分布情況，看在施工過程中是否出現不滿足強度要求的狀態，以便施工做出相應的調整。同時，監測控制網的定期檢測也是非常必要的，監測控制網的精確程度直接影響著施工質量的高低，特別是對拱肋節段空間定位的影響不容忽視，所以施工主體應定期對施工控制測量網進行復測。同時，根據施工監控的實際需要，增設必要的控制點。

六、結束語

與施工技術相結合的介紹了線形控制技術的相關技術方法。并給出了計算方法。在施工的過程中要嚴格按照線形進行施工的控制。

參考文獻：

[1]申衛、陸文軍大跨度鋼箱系拱橋的施工控制方法西部交通科技2011

[2]王文勝鋼箱系桿拱橋施工變形觀測與控制技術山西建筑2010