預應力混凝土連續梁橋懸臂施工控制研究

黎兆豐 徐郁峰

(華南理工大學土木與交通學院，廣東 廣州 510640)

1 工程背景

廣州市番禺區南浦三橋工程主橋跨徑為65 m+100 m+65 m，結構類型為三跨預應力鋼筋混凝土連續梁橋。主橋為單箱單室截面，箱梁根部高5.6 m，邊跨現澆段和中跨合龍段梁高均為2.8 m。墩頂至跨中梁高下緣曲線按二次拋物線變化。箱梁腹板厚布置為0號～3號梁段為1.1 m，6號梁段至合龍段為0.9 m，邊跨現澆段為0.9 m。

主橋連續箱梁采用懸臂掛籃施工，每個T構懸臂施工節段為12對梁段，箱梁縱向分段長度為3×3.0 m+4×3.5 m+3×4.0 m+2×4.5 m，0號塊長10 m，中跨合龍段長度為2.0 m，邊跨現澆及合龍段長度16.92 m。

2 施工監控目的與內容

2.1 監控目的

施工控制的目的是：通過對重要節段和關鍵工序的監測和控制，使成橋后的結構線形和內力滿足設計以及相關規范要求。

2.2 監控內容

本項目橋梁施工控制的主要內容有：

1)施工過程的仿真分析與計算；

2)施工過程的現場監測，包括應力溫度、幾何變形；

3)施工過程的參數識別、控制與調整。

3 施工過程仿真計算

大橋模型采用結構通用分析軟件Midas/Civil建立，共有99個節點，94個單元，計算模型如圖1所示。標準節段的施工采用掛籃懸澆施工法。

4 施工過程的測點布置

4.1 應力監測

在主梁施工期間，每一個梁段施工階段后均對主梁應力進行測量。本項目應力監測截面取每幅箱梁根部、箱梁邊跨和中跨合龍段共7個截面作為控制斷面，如圖2所示。

4.2 幾何監測

在主梁施工期間，在每一個梁段施工階段及若干典型階段均進行主梁標高的測量。在每一個標準梁段的施工階段，在掛籃前移定位時，要求施工單位采用相對坐標法進行梁段的標高定位，監控單位在澆筑混凝土后對前端3個梁段的標高進行測量。此外，在邊跨和中跨合龍時的若干工況也對前3個梁段的標高進行了測量，橋面鋪裝前，對全橋標高進行了一次測量。

5 施工過程的控制與調整

連續梁橋的施工控制主要是通過調整主梁標高(掛籃定位)來實現。

本橋采用現代控制理論中的自適應控制方法，控制誤差的發生。監控流程如圖3所示。

6 施工監測成果

6.1 幾何監測結果

成橋后主梁梁底標高的實測值與理論標高結果對比如圖4，圖5所示。主梁各節段標高誤差較小，均在規定的范圍以內，主梁的線形平順。

6.2 應力監測結果

成橋后主梁應力的實測值與理論值結果對比如圖6，圖7所示。成橋后應力誤差基本在±2 MPa以內，內力狀態達到了設計的目標。

7 施工監控結論

成橋時，主梁各節段梁底標高誤差較小，均在規定的范圍以內，主梁的線形平順。主梁各控制截面的應力實測值與理論值的差值在誤差控制范圍以內，內力狀態達到了設計的目標。綜上所述，大橋成橋階段的內力狀態及線形狀態滿足設計及規范要求，施工監控的效果達到了目標的要求。