連續梁線形控制

劉運澤

連續梁建成要經歷一個漫長而復雜的施工過程，結構體系也將隨施工階段不同而不斷變化。線形施工控制就是在懸臂施工過程中，通過監測主梁結構在各個施工階段的變形情況，來達到及時了解結構實際行為的目的。根據監測所獲得的數據，首先確保結構的安全和穩定，其次通過計算分析，調整確定下一梁段的立模高程，保證結構的受力合理和線形平順，保證大橋安全順利地建成。

1 線形控制流程

施工控制流程如圖1所示。其中技術流程是指理論計算的循環過程，實施流程是指參與施工控制的各協作單位的工作關系。本文主要討論技術流程的各個環節。

2 影響梁體變形的因素及處理措施

2.1 理論模型結構參數的選取

2.1.1 混凝土的容重

1)根據設計圖計算出梁體各節段的理論容重γ梁，給建立的理論模型賦初值。2)根據施工時混凝土的實測容重 γ′混凝土重新對γ梁進行修正調整，消除理論模型與實際結構的容重偏差。

其中，γ′混凝土為該梁段混凝土的實測容重;γ′梁為該梁段梁體的實際容重。

2.1.2 梁體實際澆筑尺寸

建立模型時以設計梁體截面尺寸為依據，施工過程中通過實測已澆筑梁體尺寸，主要為梁段長度，頂底板厚度等偏差引起的梁體尺寸與設計尺寸偏差，根據實測數據及時對梁體模型相關參數進行修正。

2.1.3 混凝土彈性模量及軸心抗壓強度

建立計算模型時，一般是根據以往的經驗和相關資料給混凝土彈性模量E賦初值。施工控制中根據現場實際試驗數據對其進行修正，使依據所選參數計算得到的變形與實測變形相吻合。

京杭運河特大橋連續梁在施工中，收集每一塊段7 d，14 d及28 d的彈性模量及軸心抗壓強度。將實際的彈性模量與模型中采用的彈性模量進行對比，從而對彈性模量進行修正，使模型更好地反映實際情況。

2.1.4 預加應力

預加應力值的大小受張拉設備、管道摩阻、孔道偏差、預應力鋼筋斷面尺寸和彈性模量等因素的影響，控制中要對其取值誤差作出合理估計。理論模型建立時，孔道摩阻系數 μ，孔道偏差系數k按規范取值，施工中連續梁做孔道摩阻試驗，故而孔道摩阻系數μ，孔道偏差系數k均按試驗所得數據進行調整。

2.1.5 混凝土收縮徐變系數

建立理論計算模型時，根據以往的經驗和相關資料進行綜合分析來給混凝土收縮徐變系數賦初值。混凝土收縮徐變系數的調整是通過分析累積變形來處理的。只有當本階段變形理論值與實測值相符而累計變形不符時，才對所累計過程混凝土的收縮徐變系數進行調整。

2.1.6 施工荷載

施工荷載根據實際情況進行取值。

2.2 溫度的影響及影響處理

2.2.1 溫度的影響

1)影響主梁標高的測量。2)影響撓度監測的準確度和可靠度。3)給中跨和邊跨合龍帶來困難。

2.2.2 溫度的影響處理

1)采用固定時間觀測法進行立模標高放樣和撓度監測。2)采用相對高差法進行立模標高放樣。但當懸臂較長時，溫度變化對撓度影響較大，應該采用相對高差形式進行立模放樣。

2.3 掛籃自身的變形

在待澆梁段混凝土重量作用下，不僅梁體要產生變形，掛籃自身也要產生一定的變形，這是由掛籃的剛度決定的。

根據《客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》的規定，在懸臂澆筑混凝土施工之前，必須對掛籃進行加載試驗，測定掛籃本身彈性變形和非彈性變形，為各梁段立模設置預拱度提供依據。同時，檢查掛籃主桁架及吊帶等主要部件的承載能力。

由掛籃加載試驗，可以得到掛籃彈性變形為20 mm。通過掛籃的加載試驗，掛籃本身的非彈性變形已經被消除。在隨后澆筑梁段的過程中，僅需要考慮的是掛籃的彈性變形對施工預拱度的影響。

2.4 合龍段兩端標高的調整

由于多種因素影響，合龍段兩端的標高可能與設計標高不完全吻合，這給梁體線形、梁體內部應力、合龍段勁性骨架安裝等帶來影響，利用懸臂端部附加配重可以調整懸臂端標高至期望程度。

配重形式為水箱或砂袋，配重位置除了預留必要的工作空間外，盡量靠近懸臂前端。邊跨配重與中跨配重應同步施加。

3 線形控制的主要內容及方法

3.1 立模標高

京杭運河特大橋連續梁線形控制工作中采用絕對撓度法對其進行控制。

懸臂澆筑階段的立模標高為:

3.2 竣工標高

h竣工i=h設計i+f1/2靜活載i+f后期徐變i。

“承受1/2靜活載”是近似模擬橋梁在正常使用情況下的活載工況。可通過結構計算準確求得。確定通常還要參考相關已成橋梁的后期徐變實測值。

4 誤差控制

1)施工控制總目標是成橋后梁底曲線與設計值誤差控制在20 mm以內;2)立模完成后，檢查模板尺寸位置偏差應滿足以下要求:梁段縱向中線最大偏差小于10 mm;梁段底模標高與預拋高拱度偏差小于3 mm;梁段底模左右兩角高差小于2 mm;梁段長度偏差小于10 mm;3)每個節段箱梁澆筑完成后，檢查混凝土澆筑梁段的允許誤差應滿足下列要求:懸臂梁段的高程偏差應在-5 mm～+15 mm內;梁段軸線偏差小于15 mm;梁段頂面高程差小于±10 mm;合龍前兩懸臂端相對高差小于15 mm;4)軸線及平整度誤差超過允許值，應及時修正后再進行以后的施工;5)其他允許偏差要求按《客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》控制。

5 施工監控成果

5.1 整體線形

全橋張拉完成后對全橋線形進行了聯合測量，并根據全橋張拉完成后梁體理論標高，得出梁體頂面、底面和梁高與理論數值的偏差值。梁頂、底標高與理論值誤差在20 mm以內。與理論要求吻合較好，總體控制精度良好。

5.2 各合龍段合龍精度

京杭運河特大橋連續梁按先合龍邊跨后合龍中跨的順序依次進行合龍施工。由各合龍段兩端梁體高差偏差可知:高差偏差均小于允許偏差，合龍精度良好。

標高是懸臂澆筑施工的主要控制內容之一。通過調整變形來確定立模標高，可以達到標高控制的目的。本文以京杭運河特大橋(跨徑為64 m+108 m+64 m連續梁)為依托，采用最簡單的參數識別與調整的方法，詳細的分析了施工過程中影響變形的因素，提出了簡單實用的處理方法，可供施工技術人員借鑒。