談掛籃懸臂施工連續梁的線形控制

丁啟勝

摘 要：文中結合武漢市四環線青山長江大橋北引橋跨武湖長江干堤三跨預應力混凝土連續梁橋，對掛籃懸臂澆筑連續梁施工中的線形控制技術進行了闡述，對同類型橋梁施工具有重要的指導意義。

關鍵詞：連續梁；線形控制

一、工程概況

北引橋跨武湖長江干堤（49#至52#墩）采用（80米+120米+80米）三跨預應力混凝土連續梁橋，采用單箱雙室變截面連續箱梁結構，共分67個澆筑梁段，0號梁段長度11米，其他梁段長度分成2.5米，3.0米、4.0米，合攏段長2.0m，邊跨現澆段長18.65m。最大懸臂澆筑塊重2506.135kN。0號塊現澆支架采用“承臺預埋件+鋼管混凝土立柱+托架+鋼墊塊+分配梁+底模縱梁”的組合式支架體系，其中鋼管混凝土立柱采用6根直徑1米壁厚10mm的鋼管，鋼管中灌注混凝土，鋼管立柱之間采用橫向連接系進行連接。其余號塊施工采用菱形掛籃作為模板支撐體系，掛籃懸臂澆筑施工時鋼管混凝土立柱作為連續梁抗傾覆托架。

二、線形控制的必要性

掛籃懸臂澆筑預應力砼連續梁施工周期較長，施工過程中橋梁結構往往由于設計參數誤差（如材料特性和徐變系數）、施工誤差、測量誤差及結構分析模型誤差等眾多因素影響下，導致橋梁的實際線形與理論目標存在一定的偏差。這種偏差如果在梁段施工過程中不及時調整，難以事后彌補，從而偏離設計要求。因此，就必須在施工周期內進行控制，即根據施工監測的成果對誤差進行分析、調整后續梁段的立模標高，確保合攏精度以及成橋后的線形。

三、施工關鍵控制技術

（1）墩頂0號塊底模和邊跨直線段底模的預壓。50#墩和51#墩墩頂0號塊及邊跨直線段均采用“承臺預埋件+鋼管混凝土立柱+托架+鋼墊塊+分配梁+底模縱梁”的組合式支架進行施工，底模拼裝完畢后，開始逐級加載預壓，以消除模板及支架體系的非彈性變形。支架分三級進行預壓：60%→80%→100%。以50#墩為例，0號塊長度11m，混凝土421.9方，鋼筋混凝土容重按2.5t/m3取，箱梁總重為421.9×2.5=1055噸，預壓荷載為0#塊梁重的1.2倍。預壓前在0號塊底模上設14個沉降觀測點（觀測點布置見下圖），在加載預壓石塊前后分別測出沉降觀測點標高，隔一天再測一次。從而測量并計算出支架的彈性變形量和非彈性變形量，其中支架彈性變形量作為0號塊及邊跨直線段底模的預抬量。

（2）臨時約束、墩梁固結。懸臂連續梁施工采用臨時墩旁鋼管混凝土立柱結構作為臨時約束設計，即墩頂0號塊支架旁為每墩6根鋼管砼立柱，鋼管砼柱頂與連續梁底之間放置鋼墊塊進行傳力，用之承受懸臂施工期間不平衡彎矩和支點反力。

另外由于連續梁處于平曲線上，考慮梁段扭轉及不平衡彎矩的影響，為此，在0#塊與墩頂設置臨時固結體系。0#塊底模施工時，在鋼管立柱位置開孔，以使立柱鋼凳可穿過底模，在混凝土澆筑完成后與梁底頂緊，以此實現墩梁固結。

（3）掛籃預壓。1號至17號塊采用掛籃進行對稱懸臂澆筑施工，掛籃拼裝完畢后，吊裝標準尺寸石塊進行預壓（因沙袋受雨水影響較大故不宜推薦），按60%→80%→100%分級加載，加載過程中，石塊按荷載分布情況堆放，模擬后期施工受力情況，加載的最大重量是7號塊（250.6t）的1.2倍，在加載過程中按照加載順序做好掛籃的變形觀測，過程由測量人員進行監測，對前后掛籃變形進行量測，測量并計算出掛籃前端各區域的變形量（為后續各節段施工底模預抬量提供參考），同時消除掛籃結構的非彈性變形。在堆碼石塊過程中，確保中跨和邊跨側掛籃大致對稱加載，其堆碼荷載差值≤8t，而且同一個掛籃在堆碼石塊過程中須左右側對稱進行。

（4）施工底模時需進行預抬。預應力混凝土連續梁橋懸臂施工中，預拱度的計算和很多因素相關，主要包括梁體自身重量、預應力張拉、掛籃等，其中比較重要的就是掛籃，掛籃作為臨時荷載對預拱度的計算具有重要影響，對其澆筑前的底模標高進行計算至關重要，箱梁懸臂澆筑塊段立模標高可以采用下式確定：

（5）監控及時糾偏。①撓度觀測。掛籃懸臂澆筑連續梁撓度觀測分為掛籃前移后、混凝土澆筑后和預應力張拉后三個階段。每階段由專門成立的測量監控小組進行測量，根據匯總后的實測撓度，通過計算分析，預測下一節段的立模標高，以使懸臂的施工狀態最大限度地接近設計狀態。其節段變形測點設置為在每個節段的兩端距臨邊端頭10公分處，在箱梁截面上對稱布置3個對稱的高程觀測點。在施工周期內，對每個截面進行三階段標高觀測，以觀察各點撓度和箱梁曲線的變化過程。但在日常監控量測中須注意溫度對連續梁撓度的影響。因為日照作用會使箱梁的上表面溫度比下表面溫度高，導致箱梁懸臂一端下撓，故在晝夜溫差變化大的季節標高測量應盡量安排在清晨。

②中線控制。采用全站儀現場測放各號塊截面中心點坐標，即在墩頂0號塊施工完成后，先用導線控制點測放出0號塊中心，作為頂板的中心控制點。在梁體底板根部，引設臨時中線控制點并預埋鋼板固定，再用頂板和底板臨時中線控制點，計算各節段截面中點位置坐標。測放時利用全站儀確定方向線，在前一個已完節段的頂底板上彈出墨線。根據已彈出的節段中心控制線，拉線吊垂球定位、固定模板。但是隨著后續節段的延伸，底板標高按照圓曲線的設置抬高，當影響底板中線測放視線時，需將中線臨時控制點前移，埋設固定鋼板，并按照前述方法繼續測放。最后，為確保測放精度，每個臨時控制點在每施工兩個節段后進行聯測一次。

③斷面尺寸控制。在拼裝掛籃模板時，要適當減小底模板與已澆節段砼的搭接長度，因其已澆筑節段底部曲線或砼表面不平整原因，極易導致掛籃底部模板與已澆筑節段的不密貼；同時，在待澆梁段尾部要適當增加橫向對拉桿，以增加橫向剛度，確保各節段間接縫平順、無錯臺。其次，嚴格控制并復核砼澆筑前后的結構尺寸，確保梁體外圍輪廓符合設計要求。

（6）合攏順序及體系轉換。按照“先邊跨再中跨、先鎖定再澆筑”的合攏原則，充分利用掛籃底模吊架進行合攏段砼施工。

在合攏前，調整中線和高程后，先在合攏段兩側節段頂板內事先預埋鋼板，將剛性鎖定用鋼支撐的一端先與梁面一端預埋鋼板焊接，需鎖定時，再迅速將鋼支撐的另一端與梁面剩下一端預埋鋼板進行焊接，使兩個懸臂端臨時連接，保持相對固定，以防止合攏砼在早期因為梁體砼的熱脹冷縮而開裂。合攏過程中，砼施工都必須選擇在一天中溫度最低的夜間進行施工，以確保混凝土始終處于溫升和受壓的狀態下達到終凝，從而避免受拉開裂。邊跨合攏段施工完成后，砼強度和彈性模量達到設計值后張拉邊跨預應力束到設計噸位。然后拆除臨時鋼管柱，讓梁體支座受力平衡，內力重新分配，形成了單跨懸臂結構。中跨合攏前，需保證連續梁在體系轉換時不受約束、處于自由狀態。合攏段施工完成后，對稱張拉預應力束至設計噸位，活動支座位置受張拉壓縮和收縮徐變作用，逐步移向墩理論中心位置。最后拆除掛籃吊架，至此結構體系由兩個單跨靜定懸臂梁轉換成為一個三跨超靜定連續梁體系，完成了結構體系的轉換。

四、結語

懸臂澆筑連續梁施工情況復雜，施工應周密組織，精心施工，科學監測，及時糾偏，嚴格控制合攏段的施工誤差，使其滿足設計受力和梁體線形要求。

參考文獻：

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