連續變截面箱梁懸澆法施工高程控制*

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1 施工高程控制的必要性

掛籃施工采用分塊施工，即后期節段靠已澆節段來支撐，逐步完成全聯的施工，也就是無支架而靠自身結構進行施工。在施工控制過程中，為了保證梁體線形的平順，多以梁體的標高控制為主。

第三方監控單位一般采用一些經驗參數和各種假設下的數學模型計算出彈性總撓度和預拱度，根據試驗得出施工掛籃撓度，再采用公式（施工標高=設計標高+彈性總撓度+預拱度+掛籃撓度）計算施工標高。

但是經驗參數和假設條件與實際施工情況存在一定的差異，再加上施工方法的不同，以及施工過程中的諸多誤差，如混凝土梁塊重誤差、配筋誤差、張拉力誤差、測量放樣誤差等，都有可能使實際施工梁段的力學性質發生變化，從而出現與設計計算不符的撓度，此時若繼續采用原數據進行施工，有可能導致施工的梁段線形與設計線形偏差較大而造成合攏困難，從面影響成橋質量。因此，高精度、及時地測量梁段的撓度，實時跟進并指導施工放樣在掛籃施工過程中起著十分重要的作用。

2 施工高程控制要點

為了保證箱梁理論軸線高程的施工精度[1,2]，須及時準確地控制和調整施工中發生的偏差。高程以二等水準高程控制測量標準為控制網，箱梁懸澆以三等水準高程精度控制聯測。

線形監測的方法是在梁頂面的同一方向截面上預埋3 個測點。為便于分析計算，其中1 個測點應較為準確地埋設于梁的中線上，另外2 個測點應對稱中測點埋設于兩邊，按照一定的時間間隔和每種工況的交界時刻，對每一截面上的3 個測點進行監測。通過對監測數據的整理分析后，便得知在每一種工況下梁體隨時間的變形規律和變形大小，據此推算下一步施工梁段應該預留的變形量，同時與設計值進行對照，若發現異?，F象及時分析處理，以定出一個合理的預留變形值進行施工放樣。

3 外業數據采集和成果整理

為方便測量，橋梁撓度監測的工作基點布設在0#塊頂面上。箱梁的撓度監測根據0#塊上工作基點，采用精密水準儀和銦瓦水準尺，以精密水準測量的方法，周期性地對預埋在懸臂每一塊箱梁上的監測點進行監測，不同工況下同一監測點標高的變化（差值）就代表了該塊箱梁在這一施工過程中的撓度。梁箱施工撓度監測的水準路線，以各自墩0#塊上的工作基點為起閉點，采用閉合水準路線的形式進行撓度監測。在觀測過程中，需要記錄每一測站的后視、前視基輔分劃讀數，計算檢查基輔分劃讀數較差，以確保每一測站讀數的正確性；一條水準路線觀測完畢，需計算和分配該水準路線的閉合差，接著計算每一測站的高差、各監測點的高程，計算結果整理填入專用表格。

4 施工撓度的控制及觀測

1）懸臂梁體由于受自重、溫度、外荷載等因素影響會產生撓度，混凝土自身的收縮、徐變因素也會使箱梁產生標高變化，這種變化隨跨度加大而增加。為使成橋后的橋面線形達到或接近設計曲線，必須在懸臂澆筑時進行標高控制，在施工中對已澆或準備澆筑的箱梁各工序進行撓度、溫度等觀察，并以此隨時調整懸澆段的立模標高。

2）立模標高控制值=箱梁頂面設計標高+設計施工預拱度+掛籃自重及澆筑混凝土后的變形值±日照溫差修正值。施工標高=設計標高+彈性總撓度+預拱度+掛籃撓度，設計施工預拱值需進行修正，由于設計狀態和實際施工狀態的差異，為了達到設計的理論線形，必須通過實際測量資料的積累和分析，找出各階段的撓度變化規律，以修正各項計算參數，使計算狀態基本吻合實際。掛籃的變形值要通過掛籃試壓以及施工前幾段產生的實際撓度數據進行修正；混凝土的收縮可用折合降低溫度的方法處理；對于張拉值的修正，通過錨下應力損失理論公式以及與實際觀測值比較后決定；為盡量減小日照溫差的影響，宜選擇溫度梯度較小的時候進行觀察。另外，平衡力矩、施工荷載對混凝土標高也有影響，若兩端荷載不一樣，必然會產生一頭低、一頭高的現象，施工中應力求平衡施工，以消除該項影響，同時在計算控制中也應考慮到該項內容。

3）測點布置：橋軸線及上、下腹板的中心軸線組成3 條縱軸線，每段的前沿和3 條縱軸的交叉點設置為測點，澆筑時預埋測點標志。在0#塊上設置臨時水準點，在掛籃就位、混凝土澆筑后、張拉后幾個階段都進行觀測，對溫度及應力的觀測根據需要進行。

5 掛籃施工主要工序中的高程控制

1）對0#塊臨時支撐體系進行預壓沉降觀測，總結其非彈性變形，為0#塊模板頂標高確定提供依據。

2）在已澆筑的0#塊箱梁頂面進行水平及中線測量，為鋪設軌道、組裝掛籃作準備。

3）掛籃拼裝完畢后，在第1次使用前對掛籃進行試壓，在試壓過程中進行觀測。試壓目的為驗證掛籃的可靠性、消除非彈性變形及測出掛籃在不同荷載下的實際變形量，以便在撓度控制中修正立模標高。

4）箱梁各塊懸臂澆筑時，一個梁段高度的偏差對全孔有很大影響，而且隨著梁段所澆筑混凝土數量的增加而逐漸下垂，梁段數量越增加，懸臂越長，下垂越多。因此，為保證箱梁的設計高度和撓度，各梁段的模板均須設置一定的預加抬高量，其預加抬高量根據設計規范要求及施工經驗確定，并須及時地校對調整。

5）箱梁的撓度、底板線形控制一直是懸澆工藝中的難點。本次掛籃設計對前后上下橫桁、吊帶節點的伸長、主桁彈性變形的疊加均作了計算，最后取值為1.5 cm。澆筑過程中定時觀察，根據第三方監控單位提供的每節段預拱度及時調整底板標高，最后測得主桁前端平均彈性變形為12 cm，非彈性變形為0.5 cm，與計算基本相符。在塊件張拉前后，實測塊件標高，結果表明懸澆束的張拉對箱梁的起拱極小，適當減小預拱度值進行下一塊件的施工。全橋懸澆結束后，梁段底表面平整、光潔，而且底板的線形曲率圓滑流暢，效果很好。

6）合攏段高程控制。在連續梁合攏施工中，不同的合攏順序，其引起的結構恒載內力不同，結構體系轉換時由徐變引起的內力重分布也不同，導致其結構最終恒載內力也不同。當兩懸臂端合攏時，梁、墩固結為一體，顯然靜定合攏比超靜定合攏所受剛架力要小。因此應采用“先邊后中”的順序，可減少超靜定次數，使結構更穩定，受力更對稱、合理。即邊跨先形成2 個單懸臂梁，再中跨合攏形成3 跨連續梁結構。

由于環境及體系自身溫度變化、新澆混凝土的早期收縮及已完成結構混凝土的收縮和徐變、結構體系的變化以及梁段自重、風荷載及其他臨時施工荷載等均導致橋墩受到較大的剛架力，這些剛架力又反作用于合攏支架，使合攏支架受力復雜。因此，必須采取措施保證合攏段施工的穩定，使合攏段與兩側梁體保持變形協調，在施工過程中能傳遞內力，確保結構能按設計要求合攏。

此外，合攏時應選擇一天中氣溫最低、溫度變化幅度較小時鎖定合攏口并澆筑混凝土，這樣可保證合攏段新澆筑的混凝土處于氣溫上升的環境中，在受壓狀態下凝結。因此，合攏前可對懸臂端兩側梁體溫度及對應梁段長度變化進行實地測定，然后選擇溫度最低的時刻開始澆筑混凝土。

6 結語

在懸臂澆筑施工過程中由于結構自重、施工荷載及預應力的共同作用，每個懸臂端都要變形，同時混凝土收縮徐變也會使懸臂端變形，因此施工時要設置與這些變形方向相反的預拱度[3]。而在實際施工過程中，要準確地估算實際發生的撓度從而確定預拱度是非常困難的，因為它與許多不確定的因素有關，如各節段混凝土之間材料性能、溫度、濕度及養護方面的差異，同時各節段施工周期也很難保持一致。因此，在確定實際立模高程的計算預拱度時，不考慮上述不確定因素。