連續剛構大橋施工中懸臂高程偏差的曲線調整方法

■鄧勇軍，楊 俊，程 俊，曹宇鵬 ■重慶交通大學土木建筑學院，重慶 400074

1 引言

橋梁施工控制是保證橋梁施工安全、結構恒載內力及結構線形的重要手段，連續剛構大橋線形監控的主要目的是控制成橋內力分布及線型特征，可見橋梁線形控制的重要性。若在橋梁施工過程中線形把握不準及懸臂段高程控制出現偏差，引起T構端部高程過低、過高，都將影響后期成橋的受力分布及線形，無法達到預期要求，嚴重的還會造成施工安全事故等問題。然而，橋梁施工現場情況是復雜多變的，在實際的施工中，難免會出現高程控制偏離目標值。因此首要的任務便是如何解決此偏差值對后期線形的影響，將可能的偏差降低到最低。筆者通過自己的橋梁監控經驗，談談在連續剛構大橋施工過程中出現懸臂段高程偏低情況下的調整方法，供類似橋梁施工參考。［1-2］

2 線形高程偏差的曲線調整方法

主梁的線形監控決定著橋梁的成橋狀態，如果線形的高程偏離目標值，如何通過后期懸臂段高程調控來控制線形，確保之前

偏差值帶來的影響降低到最低。

對于多數施工實例而言，當T構懸臂高程出現偏差值時，一般采取的方法是在后期施工階段按一次線性函數來抬高懸臂段高程，這種方法雖然也能起到調解作用，但是當高程偏差值較大或主梁線形曲線指數較大時，應用一次線性調解會使階段線形成折線狀，無法完全滿足成橋線形要求。就實際的偏差值原因分析，需采取一定適應的方法來調整大橋懸臂段的后期理論高程，以最終滿足橋梁結構及設計線形要求。

(1)若差值較小，對結構無影響或影響較小，可以不做調整;(2)若差值較大，為保證線性平順性，就需要分析橋梁原設計線形的變化曲線特性及施工情況載荷情況做出有效的曲線調整方法。文章就影響橋梁線形的原設計線形及預應力荷載兩個主要因素，提出能滿足大橋線形變化的高程偏差曲線調調整方法。

2．1 大橋原設計線形的影響因素

為確保后期懸臂段高程調整后能滿足設計線形的曲線特征，應該根據原主梁設計曲線方程來調整后期懸臂段高程值。［3-4］

采取適合主梁線形變化的曲線方程來擬合抬高值(多次曲線或余弦曲線法等)，如方程(式2-1)，

式中，

x:5個懸臂調整塊段的總長度(15m);xi:為本調整懸臂段的段長(3m);

hi:為原理論標高的高程值;

H'il:本調整階段因設計線形調整后的高程。

根據上述曲線理論即可求解出在原設計線形響應下的高程調整曲線。

2．2 大橋設計后張預應力的影響因素

懸臂段施工中，對每個懸臂都要進行后張法預應力施工，張拉力會使懸臂端位移上升。若懸臂段發生高程偏差S，將會影響后續階段張拉力對端部上升位移值。混凝土T構梁橋，為靜定結構，預拉力在截面只引起主彎矩Mk效應［5-6］，彎矩關系見表達式(2-4)，

根據材料力學原理、預應力規范，及T構幾何特性，可以得出主梁高程調整后的預應力力臂與主梁高程偏差下的預應力力臂相對值△hps，及因△hps預應力引起的懸臂段位移△hp2，如式(2-5)、(2-6)，

由式(2-4)、(2-5)、(2-6)即可求得懸臂段高程調整引起的端部位移值。

綜上所述，連續剛構大橋因施工高程偏差，調整后的懸臂段高程值，

3 工程應用

現以云南某連續剛構大橋實例說明上述理論的實用性，橋跨布置為90m+160m+90m，橫跨山谷，主橋為預應力混凝土連續剛構，橋寬12m，橋梁為-2．5%的直線橋，根據設計圖紙及施工方案計算出大橋的目標線形控制曲線高程。

該橋現正在施工主梁懸臂階段，之前通過現場測量放樣，發現0號塊橋面高程較目標值偏低9．2cm，嚴重超出允許偏差范圍值(0～2)cm，故必須就差值進行后期線形高程調整以滿足主梁線形要求。根據文章上述理論，以高程偏差曲線調整方法中的拋物線線形(這里根據原橋線形為拋物線為依據)擬合后期懸臂段高程抬高值，且按主梁0號塊后5個懸臂塊段來逐步抬高調整差值，最終可完成線形變化。在綜合考慮設計線形及預應力因素條件下的差值調整情況，主梁1#差值為-0．059m(其他階段略);

其調整后的主梁應力與原目標結構應力相差在94%至100%之間，該連續剛構大橋在通過上述高程偏差曲線調整方法后，線形變化基本符合設計線形，曲線不存在突然變化的轉折點;受力變化量小，與目標受力吻合，不會對后期受力帶來影響，能滿足橋梁線形、及結構受力性能的要求。故文章闡述的高程偏差曲線調整方法在連續剛構大橋線形監控中是可行的。

4 結論

隨著土木橋梁建設要求的提高，線形監控在大橋施工過程中的作用越來越重要，在施工中一旦出現高程偏差，也必將進行后期線形高程調整。文章在結合現場實例情況，及筆者經驗分析得出了能滿足大橋線形變化及受力要求的高程偏差曲線調整方法，該方法綜合考慮主梁原設計線形及預應力響應因素，較線形調整方法更符合主梁變形，比較符合現場施工情況。

［1］徐君蘭．大跨度橋梁施工控制［M］．北京:人民交通出版社，2000．

［2］馬保林．高墩大跨連續剛構橋［M］．北京:人民交通出版社，2001．

［3］強士中．南京長江第二大橋南汊鋼斜拉橋施工控制技術研究總結報告［R］．西南交通大學，2000．

［4］姚玲森．橋梁工程［M］．北京:人民交通出版社，1985．

［5］范立礎編著．預應力混凝土連續梁橋．北京:人民交通出版社，1987．

［6］姜勇．射洪涪江三橋監測監控技術研究［B］．施工技術．TU712+13．