大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋懸澆法線性控制

朱 明 星

(貴州省交通建設(shè)工程檢測中心有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550008)

大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋懸澆法線性控制

朱 明 星

(貴州省交通建設(shè)工程檢測中心有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550008)

以松柏山大橋為例，采用MIDAS軟件建立了計算模型，對大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋懸澆法線性控制進(jìn)行了計算分析，為橋梁的后期建設(shè)提供了理論的立模標(biāo)高數(shù)據(jù)。

連續(xù)剛構(gòu)橋，預(yù)應(yīng)力混凝土，懸澆段，計算

1 工程概況

松柏山大橋位于貴陽市花溪區(qū)黨武至湖潮城市道路工程，全橋長345 m，主橋左右線橋跨布置均為(65+110+65)m+3×35 m預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)+預(yù)應(yīng)力混凝土梁。主跨采用單箱雙室變截面箱梁，控制斷面梁高：中間支點(diǎn)處7.0 m，邊跨直線段及主跨跨中處3.0 m，其高跨比分別為1∶15.7和1∶36.7。箱梁橫截面為單箱雙室直腹板，箱梁頂板寬度為19.0 m，底板寬度為12.6 m，翼板懸臂長度為3.2 m。箱梁底板水平，通過腹板的高差，實現(xiàn)頂板單向1.5%橫坡，主橋墩為1.2 m×12.6 m的鋼筋混凝土雙肢薄壁墩。其主橋橋型立面布置見圖1。

該橋主墩“T”構(gòu)劃分為15個縱向?qū)ΨQ梁單元，邊跨的現(xiàn)澆段長8.8 m，梁單元的劃分為11 m(0號段),2.5 m(1號段),6×3 m，8×3.5 m，2 m(合龍段)，累計懸臂總長54 m。梁段采用掛籃懸臂澆筑施工，懸臂澆筑梁段最大控制重量225.2 t(2號梁段)，掛籃設(shè)計自重1 125 kN(包括全部施工荷載)。全橋共有2×5個合龍段，合龍段長度為2 m(采用型鋼桁架作合龍段勁性骨架)。

2 大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋懸澆法線性控制方法

2.1 線性監(jiān)控的作用

線性監(jiān)控的作用是讓橋梁成橋線性符合設(shè)計要求，但在實際的施工中會存在各種誤差影響目標(biāo)狀態(tài)的實現(xiàn)，所以要根據(jù)實際情況分析出各種誤差產(chǎn)生的原因，預(yù)測和對下一施工階段的調(diào)整。保證成橋后橋梁線性、合龍段兩懸臂端標(biāo)高的相對偏差不大于規(guī)定值以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計要求。

線性監(jiān)控中產(chǎn)生誤差的因素有計算誤差、儀器誤差、環(huán)境誤差、人為誤差、系統(tǒng)誤差等。在施工實際情況中通過比較實測值與理論值進(jìn)行誤差的識別與修正，從而保證線性符合要求。

2.2 結(jié)構(gòu)分析與預(yù)拱度的計算

結(jié)構(gòu)分析是結(jié)構(gòu)施工控制的主要工作內(nèi)容之一，該項工作根據(jù)施工過程與成橋運(yùn)營情況來完成各施工狀態(tài)及成橋后的內(nèi)力、應(yīng)力與位移計算，進(jìn)而確定出結(jié)構(gòu)各施工階段的應(yīng)力與位移理論值。計算考慮施工的進(jìn)程、時間、相應(yīng)狀態(tài)臨時荷載、環(huán)境溫度、截面的變化、結(jié)構(gòu)變化、混凝土的收縮與徐變、預(yù)加應(yīng)力等因素。根據(jù)計算分析可確定出橋梁的預(yù)拱度，預(yù)測下一施工狀態(tài)及施工成橋狀態(tài)的內(nèi)力與位移。該橋主橋的總體計算采用空間桿系有限元法，利用國內(nèi)外著名的橋梁結(jié)構(gòu)專業(yè)分析軟件MIDAS CIVIL進(jìn)行計算 。橋梁的計算模型和預(yù)拱度如圖2，圖3所示。

2.3 掛籃變形的計算

掛籃的變形分為兩部分：一為彈性變形，即在混凝土的荷載作用下產(chǎn)生變形；其二非彈性變形，即由于掛籃自身連接部位的松弛產(chǎn)生的變形。懸臂施工的掛籃為鋼結(jié)構(gòu)，在混凝土澆筑后會產(chǎn)生下?lián)希斐上淞合聯(lián)希瑸榈玫綊旎@的彈性變形以及消除非彈性變形，所以掛籃安裝完成后要進(jìn)行掛籃預(yù)壓實驗，采用分級加載，最大加載噸位為最大控制重量225.2 t(2號梁段)，根據(jù)測試結(jié)果繪制成荷載—撓度曲線表，所得到的掛籃彈性變形值fgli在表中內(nèi)插得到。

2.4 懸澆段立模標(biāo)高的計算

立模標(biāo)高通過下式給出：Hlmi=Hsji+∑fzr+fgli。其中，Hlmi為i節(jié)段立模標(biāo)高；Hsji為i節(jié)段設(shè)計標(biāo)高；∑fzr為后續(xù)所有節(jié)段和所有的工況變更對本梁段產(chǎn)生的撓度變形總和；fgli為i節(jié)段掛籃本身在混凝土重力作用下的彈性變形。∑fzr=∑f1i+∑f2i+f3i+f4i+f5i+f6i。其中，∑f1i為各梁段恒重在i節(jié)段所產(chǎn)生撓度總和；∑f2i為各階段預(yù)應(yīng)力張拉產(chǎn)生的梁體上撓量的總和；f3i為混凝土應(yīng)力收縮徐變在i節(jié)段所產(chǎn)生的變形；f4i為臨時荷載在i節(jié)段引起的變形；f5i為不同體系溫度差在i節(jié)段引起的變形；f6i為i節(jié)段預(yù)拋高值。其中，∑f1i，∑f2i，f3i，f4i，f5i是在計算模型中通過正裝分析和倒拆分析得到；f6i為后期預(yù)拱度值一般采用L/1 000～L/2 000。

2.5 懸澆段測點(diǎn)的布設(shè)及控制

通過橋梁附近的導(dǎo)線控制網(wǎng)，在各個橋墩墩頂部設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)采用圓鋼制作,并焊接在鋼筋籠上，頂部磨圓，露出混凝土面約20 mm,在其周邊做好保護(hù)措施和標(biāo)識，并且每隔7 d進(jìn)行一次聯(lián)測，同時觀測各個墩的變形。每節(jié)梁段前端設(shè)置4個測點(diǎn)(離階段前端20 cm處)用以觀測施工變形和箱梁有無扭轉(zhuǎn)；測點(diǎn)采用圓鋼筋制作，并焊接鋼筋籠上，頂部磨圓露出混凝土面20 mm，周邊采用紅油漆標(biāo)記，如圖4所示。

每一個懸澆段要進(jìn)行6個工況的高程、撓度和軸線的觀測，即掛籃就位及立模板后、澆筑混凝土前、澆筑混凝土后、張拉預(yù)應(yīng)力鋼束前、張拉完預(yù)應(yīng)力鋼束后、移動掛籃前。對主梁的節(jié)段撓度進(jìn)行平行獨(dú)立測量，相互校核。橋梁截面形狀的測量主要包括:主梁上頂板與下底板的寬度、邊腹板與中腹板的厚度、上頂板和下底板的厚度、節(jié)段截面高度以及節(jié)段的長度等。

3 結(jié)語

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋線性控制是保證懸臂澆筑施工順利合龍以及成橋后線性與設(shè)計線性相符的重要手段和方法。本文針對松柏山大橋建設(shè)的具體情況,進(jìn)行了剛構(gòu)橋懸臂施工的線性控制計算,為橋梁的后期建設(shè)提供了理論的立模標(biāo)高數(shù)據(jù)。結(jié)合后期施工的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比、比較和校正,能夠保證松柏山大橋順利建成通車。

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The cantilever method linear control of largespan pre-stressed concrete continuous rigid frame bridge

ZHU Ming-xing

(GuizhouTrafficConstructionEngineeringTestingCenterLimitedLiabilityCompany,Guiyang550008,China)

Taking Songbai Mountain bridge as an example, this paper established the calculation model using MIDAS software, made calculation and analysis on cantilever method linear control of large span pre-stressed concrete continuous rigid frame bridge, provided theory vertical mold elevation data for post bridge construction.

continuous rigid frame bridge, pre-stressed concrete, cantilever, calculation

2014-07-14

朱明星(1988- )，男，助理工程師

1009-6825(2014)27-0189-03

U448.23

A