懸臂澆注連續梁線形控制技術

■安 璐 ■太原理工大學，山西 太原 030024

采用掛籃作為施工設備的懸臂澆注連續梁橋的施工過程中，懸臂澆注的每個節段的立模標高并不僅僅是設計標高，而是要綜合考慮以上因素的影響而設置一定的預拱度。橋梁預拱度的設置除了考慮常規的結構自重和施加預應力的一期恒載、橋梁合龍體系轉換后的二期恒載、次應力和活載外，還要考慮一下兩點:第一，掛籃在施工過程中固定在先完成的節段上，它的自重也使結構產生變形，但在掛籃拆除后，又使原來的變形得到恢復;第二，掛籃設備上伸出的懸臂，又因澆注混凝土時結構質量不斷增加而使自身產生撓曲變形，從而導致永久性結構發生同樣的變形，而且這部分變形在掛籃拆除后是不能得到恢復的。現在的施工過程中，施工單位一般都會委托專業的線性監控單位對橋梁線性進行全程施工監控，施工監控是一個施工→量測→識別→修正→預告→施工的循環過程。在這個循環中，施工單位要在線性監控單位的輔助下，通過在施工過程中對橋梁結構進行實時監測，根據檢測結果，評估個主要施工階段各主要結構的變形是否設計要求，判斷施工過程是否安全，結構是否正常工作;當出現較大誤差時，應對結構進行誤差調整，并對設計的施工過程進行重新安排，從而保證橋梁建成時最大可能的接近理想設計狀態，同時也確保施工期間的結構安全、施工質量和施工工期。

1 梁段立模標高的確定

在主梁的掛籃現澆施工過程中，梁段立模標高的合理確定，是關系到主梁的線形是否平順、是否符合設計的一個重要問題。如果在確定立模標高時考慮的因素比較符合實際，而且加以正確的控制，則最終橋面線形較為良好;如果考慮的因素和實際情況不符合，控制不力，則最終橋面線形會與設計線形有較大的偏差。

眾所周知，立模標高并不等于設計中橋梁建成后的標高，總要設一定的預拋高，以抵消施工中產生的各種變形(撓度)。其計算公式如下:

Hlmi=Hsji+Σ f1i+Σ f2i+f3i+f4i+f5i+fgl

式中:Hlmi—i位置的立模標高(主梁上某確定位置);

Hsji—i位置的設計標高;

Σ f1i—由梁段自重在i位置產生的撓度總和;

Σ f2i—由張拉各預應力在i位置產生的撓度總和;

f3i—混凝土收縮、徐變在i位置引起的撓度;

f4i—施工臨時荷載在i位置引起的撓度;

f5i—二期恒載在i位置引起的撓度;

fgl—掛籃變形值。

其中掛籃變形值是根據掛籃加載試驗，綜合各項測試結果，最后繪出掛籃荷載——撓度曲線，進行內插而得。而Σ f1i、Σ f2i、f3i、f4i、f5i五項由線性監控單位的前進分析中加以考慮。滬杭客?？鏏7高速連續梁在1#段施工過程中，線性監控單位給出的預拱度為2.2cm，即為Σ f1i、Σ f2i、f3i、f4i、f5i之和，而施工單位根據掛籃加載實驗得出的掛籃荷載——撓度曲線，按照1#段的梁體重量內插得出掛籃變形值為1.5cm，因此，1#段的實際立模標高應為:

Hlmi=Hsji+0.022+0.015

2 懸臂澆注主梁施工各工況控制測量

2．1 主梁每一節段懸臂澆注施工過程中，施工單位應進行以下工況的高程控制測量

(1)掛籃就位后，調整模板標高。當主梁當前懸澆節段的施工掛籃初步就位后，根據箱梁節段立模標高，安裝底模、側模和頂板內模，采用水準儀監測，通過調整掛籃前吊桿高度等方法使底模標高、側模標高、頂板內模標高要求，誤差應控制在±10mm范圍內。(2)箱梁混凝土澆筑前，測定混凝土澆注標高。在掛籃就位后，通過水準儀已按照立模標高調整好底模、側模和頂板內模標高，但由于端頭模板存在加工誤差和安裝誤差，以及梁面排水要求設置橫向坡度，因此要求在澆注混凝土前測定梁段端頭模板的標高，并與梁面立模標高對比，給出混凝土澆注高度和收面線形。一般在梁段端頭模板橫截面上選取兩側和中線處以及所有變坡點進行測定。(3)澆筑梁段混凝土后。梁段混凝土澆注完成后，應對已澆梁段的標高按預埋高程測點進行高程測量。高程觀測點一般以箱梁中線為準對稱布置，在一個橫截面上布置3～5個觀測點。滬杭客?？鏏7連續梁在施工過程中，采用如圖1預埋測點布置。

圖1 懸澆梁段測點布置示意圖(單位:cm)

測點可以采用預埋鋼筋、沉降觀測標等設置，要求預埋牢固并加以保護，在施工過程中不得損壞和覆蓋?；炷翝沧⑼瓿珊鬁y量得出的標高，與設計標高對比后，是確定下一節段的立模標高的重要依據。若該標高出現和設計標高相差較大情況，應查明原因，并在下一節段的立模標高中作出調整;該標高在排除澆注混凝土過程中的誤差后，與立模標高進行對比得出差值也是對立模標高計算中采用的Σ f1i、f3i、f4i、f5i、fgl的數值是否合理的一種校核，作為下一節段立模標高確定的參考。(4)縱向預應力鋼束張拉后。應復測高程觀測點的標高，用于確定縱向預應力鋼束張拉過程中梁體產生的豎向撓度。由于懸臂澆注是分節段澆注分節段張拉，后一節段縱向預應力鋼束的張拉對前一節段混凝土也會產生豎向撓度，因此某單一節段張拉后測量得出的梁體因張拉產生的豎向撓度只是立模標高計算中采用的Σ f2i一部分，不能因為實際測定的單一節段梁體豎向撓度小于Σ f2i而在下一節段的立模標高計算中調小Σ f2i的數值，應綜合考慮張拉所有預應力鋼束可能產生的撓度確定下一節段立模標高計算的Σ f2i數值。

2．2 影響控制測量誤差的因素處理

(1)溫度。溫度是影響主梁撓度的主要因素之一。溫度變化包括季節溫度變化和日照溫度變化兩類。在這兩類溫度變化中，季節溫差對主梁撓度的影響比較簡單變化具有均勻性，而日照溫差的變化最為復雜，尤其是日照作用會引起主梁頂板、底板的溫度差，導致主梁發生撓曲。為了克服溫度變化所引起的變形影響，固定觀測時間比較重要，一般應選擇在清晨日出之前完成外業測量。另外，主梁澆筑混凝土后也應在次日的清晨測量變形。

(2)觀測誤差。為了消除觀測誤差的影響，懸臂澆注施工中撓度變形觀測一般以閉合水準路線的形式進行觀測。懸臂澆注連續梁施工，由于采用分節段澆注，后期還存在體系轉換問題，準確控制各個節段的高程系統極為重要。只有在實際施工過程中，嚴格、準確地對每一節段的各個工況條件下的高程系統進行嚴密監控，才能有效保證橋梁建成時最大可能的接近理想設計狀態，同時也確保施工期間的結構安全、施工質量和施工工期。