柳州市陽和大橋主橋施工線型控制

師海宗

1 工程概況

柳州市陽和大橋位于柳州市城區(qū)東南角，跨越柳江。大橋主橋為七跨變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，跨徑布置為45m+75m+ 3×100m+75m+45m，橋面寬28.5m。為三向預(yù)應(yīng)力混凝土雙箱單室結(jié)構(gòu)，箱梁分上、下游兩幅，中間橋面板采用 0.5m后澆帶相連，采用懸臂澆筑法施工。近期設(shè)計采用雙向四車道，設(shè)計荷載:汽車為城—A級，人群為3.5 kPa，設(shè)計車速為50 km/h。

總體布置圖見圖 1。

2 施工控制的方法及流程

2.1 施工控制方法

橋梁的施工控制是一個施工→量測→判斷→修正→預(yù)告→施工的循環(huán)過程，為了能夠控制橋梁的外形尺寸和內(nèi)力，首先必須安排一些基本的和必要的量測項目，其內(nèi)容包括主梁各施工工況的標(biāo)高、主梁部分控制斷面的應(yīng)力、結(jié)構(gòu)溫度場、氣溫以及對混凝土材料的一些常規(guī)試驗。

在每一工況返回結(jié)構(gòu)的量測數(shù)據(jù)之后，要對這些數(shù)據(jù)進行綜合分析和判斷，以了解已存在的誤差，并同時進行誤差原因分析。

在這一基礎(chǔ)上，將產(chǎn)生誤差的原因予以盡量消除，給出下一個工況的施工控制指令，在現(xiàn)場施工形成良性循環(huán)。

2.2 施工控制流程

施工控制流程見圖2。

2.3 施工控制信息傳遞機制

對施工控制需要的各種數(shù)據(jù)，應(yīng)準(zhǔn)確采集、及時傳遞、規(guī)范操作，這是施工控制有效展開的基本保證。

各相關(guān)單位之間的信息傳遞見圖 3。

2.4 施工控制誤差分析

影響施工控制的主要因素有:

1)結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要包括以下幾個方面:結(jié)構(gòu)截面尺寸，結(jié)構(gòu)材料彈性模量，材料容重，材料熱膨脹系數(shù)，施工荷載，預(yù)加應(yīng)力;

2)澆筑混凝土誤差;

3)施工監(jiān)測誤差;

4)溫度影響;

5)結(jié)構(gòu)計算模型;

6)掛籃及模板定位誤差;

7)掛籃變形誤差;

8)材料的收縮徐變;

9)施工管理。

3 施工控制的仿真計算分析

利用建立的計算體系對橋梁施工過程中各階段結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和位移狀態(tài)等施工控制參數(shù)進行計算，為施工提供施工控制目標(biāo)值，保證施工的順利進行并使結(jié)構(gòu)最終達到或接近設(shè)計要求的成橋狀態(tài)。本計算采用正裝迭代法。計算軟件為有限元分析軟件——ANSYS軟件。通過計算機模擬施工過程進行結(jié)構(gòu)分析得到結(jié)構(gòu)理論內(nèi)力和理論撓度值，以理論內(nèi)力為依據(jù)，監(jiān)測施工過程中的內(nèi)力狀態(tài)是否與理論內(nèi)力相符;由計算撓度確定每一施工節(jié)段的預(yù)拱度，從而確定施工放樣線型。

陽和大橋主橋為七跨變高度連續(xù)箱梁，采用施工掛籃兩邊對稱懸臂施工，在施工過程中先為 T形剛構(gòu)狀態(tài)，合龍后進行體系轉(zhuǎn)換，最后形成連續(xù)體系。針對這一施工過程，利用計算機建立計算模型進行施工過程計算，對計算結(jié)果進行分析，從而確定施工節(jié)段的底模立模標(biāo)高。監(jiān)控小組及時量測實際線型(包括標(biāo)高、環(huán)境溫度、施工工況、臨時荷載)，并根據(jù)實際情況對理論計算值作出調(diào)整，作為施工立模的依據(jù)，實現(xiàn)對線型的控制。

4 線型控制

4.1 主梁的高程測量

1)測量任務(wù)。

主梁的高程測量是為了能反映出在各施工階段完成后各梁段的高程，從而能得到各施工階段的主梁線型，并且可以通過以后各施工階段的梁段高程變化計算出主梁的豎向撓度。

2)測點布置。

主梁梁段的高程測點在梁段的鋼筋綁扎階段進行預(yù)埋。測點采用φ16鋼筋固定在頂板鋼筋骨架上，測點鋼筋頂面加工成半球形，冠頂應(yīng)高出混凝土頂面 2 cm。混凝土澆筑及養(yǎng)生完成后，對測點處混凝土頂面進行清理并用紅油漆標(biāo)識及編號。

在每一梁段上，測點的具體布置見圖 4。其中梁段軸線上的測點為主控測點(控制軸線偏位)，上、下游處的測點為輔助測點(控制主梁扭轉(zhuǎn))。

4.2 主梁軸線偏位測量

1)測量任務(wù)。

主梁軸線偏位測量是為了能反映施工中梁段的實際軸線位置和設(shè)計軸線的偏差，避免出現(xiàn)偏差積累過大而導(dǎo)致合龍階段施工困難。

2)測點布置。

軸線測點采用主梁高程測點中的主控測點球冠上刻十字絲的辦法設(shè)置。

4.3 主梁線型控制結(jié)果

部分梁段的實測線型數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)的對比見圖 5。綜合來講，主梁的線型標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高符合較好，線型控制工作取得顯著的成效。

5 結(jié)語

本文詳細介紹了連續(xù)梁橋施工控制的方法、流程、施工控制的計算以及混凝土應(yīng)力監(jiān)測和線型控制的具體實施方法，為同類橋梁的施工控制提供了有益的參考。

[1] 中國公路學(xué)會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會.2002年全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集[M].北京:人民交通出版社，2002.

[2] 張海龍.橋梁的結(jié)構(gòu)分析 程序設(shè)計 施工控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[3] 向忠富.橋梁施工控制技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，2001.