連續(xù)剛構(gòu)橋梁懸臂施工線形控制

陶文景

(貴州貴安建設(shè)投資有限公司，貴安 新區(qū) 550025)

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連續(xù)剛構(gòu)橋梁懸臂施工線形控制

陶文景

(貴州貴安建設(shè)投資有限公司，貴安 新區(qū) 550025)

基于連續(xù)鋼構(gòu)橋，圍繞懸臂施工中線形控制問題，結(jié)合實例，在簡述預(yù)拱度設(shè)置的前提下，提出一套控制方案，并總結(jié)了幾點有效的線形控制措施，為橋梁施工奠定良好基礎(chǔ)。

連續(xù)剛構(gòu)橋梁；懸臂施工；線形控制；控制措施

1 工程概況

河溝頭箱梁跨中截面梁高4.6 m，是主跨徑的1/32.61，墩頂梁高11.5 m，是主跨徑的1/13.04。本渡槽主梁為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，采用變箱箱梁截面。0～15#梁段為2箱變截面箱梁，16～19#梁段、HB、HZ、XJ梁段為單箱梁段。

上部箱梁采用掛籃分段澆注，懸臂對稱施工，箱梁節(jié)段劃分控制懸澆重力在2 650 kN內(nèi)(裸梁重量)。將上部箱梁劃分為0#梁段，1～19#懸臂澆筑梁段，XJ梁段(邊跨現(xiàn)澆段，進(jìn)出口側(cè)各1個)，HZ梁段(中跨合攏段，2個)，HB梁段(邊跨合攏段，進(jìn)出口側(cè)各1個)。

箱梁頂板寬度9.5 m，過水?dāng)嗝鎸?.25 m。0#梁段墩身范圍內(nèi)梁高11.5 m，合攏段梁高4.6 m，其間梁底下緣曲線按1.5次方拋物線變化；現(xiàn)澆段J2斷面→J3斷面由4.6 m均勻線性變化為5 m，現(xiàn)澆段其余均為5 m。

2 預(yù)拱度設(shè)置

(1) 成橋預(yù)拱度設(shè)置

對于成橋預(yù)拱度，其常用的計算方式主要有兩種，分別為：

①使用有限元軟件借助結(jié)構(gòu)仿真進(jìn)行計算；

②依據(jù)相關(guān)經(jīng)驗公式，按照橋梁跨徑特點得出預(yù)拱度最大值，然后使用拋物線以及余弦曲線等明確各節(jié)點預(yù)控度。

(2) 施工預(yù)拱度設(shè)置

施工預(yù)拱度主要包含以下內(nèi)容：懸臂掛籃形變、溫度分布修正值以及結(jié)構(gòu)撓度修正值。其中，懸臂掛籃形變指的是在橋梁施工中，各節(jié)段在澆筑前后由于受到結(jié)構(gòu)自重的影響而產(chǎn)生的形變；溫度分布修正值指的是溫度對撓度造成的影響，施工過程中需結(jié)合實際情況予以正確的修正，以抵消日照的實際影響；結(jié)構(gòu)撓度修正指的是在實際標(biāo)高與理論之間存在過大誤差的情況中，為了有效彌補已經(jīng)產(chǎn)生的偏差，確保橋梁線形不會產(chǎn)生波浪等問題。

通過上述數(shù)值，可以得出預(yù)拱度的規(guī)范確定方式：

ysi=yci+ygi+yui+ywi

(1)

公式(1)中，ysi代表第i段的施工預(yù)拱度；yci代表第i段的成橋預(yù)拱度；ygi代表第i段的懸臂掛籃形變；ywi代表第i段的溫度分布修正值；yxi代表i第段的結(jié)構(gòu)撓度修正值。

3 線形控制方案

3.1 計算模型和方法

將剛構(gòu)梁部與橋段簡化成平面的桿系結(jié)構(gòu)，使用有限元分析法，充分考慮各個梁段結(jié)構(gòu)的齡期，使用相應(yīng)的計算程序(PCBCAD)對結(jié)構(gòu)的實際位移進(jìn)行準(zhǔn)確計算。

在具體的計算過程中，需充分考慮如下因素：具體梁段、活載、懸臂掛籃、人員荷載、機具荷載、材料質(zhì)量、預(yù)應(yīng)力與損失、收縮徐變以及溫度等。

3.2 線形控制主要影響因素

(1)灌注撓度

r1段梁體在受到自身重力作用下產(chǎn)生的撓度為：

(1)

(2)收縮徐變

徐變產(chǎn)生的形變通常用表達(dá)，其計算公式為：

φ(t，τ)=βα(τ)+φaβd(t-τ)+φf[βf(t)-βf(τ)]

(2)

其中，βα(τ)=0.8[1-R(τ)/R∞]，徐變造成的次彎矩可通過以下公式計算得出：

(3)

根據(jù)以上公式可以得出長時間徐變作用下的梁段撓度：

(4)

(3)掛籃撓度變化

掛籃在移動的過程中會使懸臂出現(xiàn)下?lián)希潭认鄬^小，這是因為掛籃移動僅僅是實際荷載位置發(fā)生變化，荷載量并沒有增加。

(4)氣溫影響

橋梁工程在野外露天進(jìn)行，工期普遍較長，溫度變化會對數(shù)據(jù)測量等造成直接影響，結(jié)構(gòu)溫度場明確的難度很大，所以溫差位移運算成果必然存在一定偏差，在實際情況中還需采取有效的修正方法降低溫差造成的影響。

4 連續(xù)剛構(gòu)橋梁懸臂施工線形控制措施

(1)結(jié)合實際的工程進(jìn)度以及相應(yīng)的施工設(shè)備，及時制定科學(xué)合理的線形控制計劃，并且，將所有制定的施工過程合理的分為若干階段，其中每一個施工的階段都要看成是一段不可替代的時間段，具體的時長以及相應(yīng)的荷載數(shù)值都需要通過合理的預(yù)算求得。通過理論確定相應(yīng)的各時段以及各個梁段的科學(xué)撓度，制定出撓度的總體變化值，最后制定預(yù)拱度的曲線變化范圍。

(2)結(jié)合施工技術(shù)以及相應(yīng)的規(guī)范和要求，預(yù)壓測試出節(jié)段實際的懸灌施工掛籃，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的非彈性變形，并確定荷載以及撓度之間存在的相對關(guān)系，結(jié)合節(jié)段重量以及相應(yīng)的施工荷載，算出可能存在的變形值。

(3)對每一節(jié)混凝土進(jìn)行灌注，并埋設(shè)測點鋼樁，從而更好的測算出灌注混凝土前后可能存在的變化。

(4)在具體的施工過程中，需要結(jié)合每個施工階段存在的撓度、預(yù)應(yīng)力管道摩擦以及彈模等的實際測算值，及時有效的調(diào)整整個預(yù)拱度值，具體的立模標(biāo)高需要按照以下公式計算：

Hn=hn-Δn+bn+fn

(5)

公式(5)中，hn代表設(shè)計高程；Δn代表設(shè)計撓度；bn代表懸臂掛籃彈性形變；fn代表已經(jīng)產(chǎn)生的實際位移量。

(5)在懸灌最后接近合龍時，需要提前完成對應(yīng)的聯(lián)測，從而有效的減小合攏段出現(xiàn)的梁段相對差。

5 結(jié)束語

連續(xù)剛構(gòu)橋梁懸臂施工較為復(fù)雜，在對其線形進(jìn)行施工控制的過程中，可以使計算和結(jié)構(gòu)形變出現(xiàn)偏差的因素有許多，通過參數(shù)分析與數(shù)據(jù)對比，可將這一偏差控制在理想范圍以內(nèi)。由其他原因產(chǎn)生的偏差，也可以通過這樣的方式進(jìn)行避免，從而消除對后續(xù)合龍等造成的影響。

[1] 武芳文,薛成鳳,趙雷. 連續(xù)剛構(gòu)橋梁懸臂施工線形控制分析[J]. 鐵道工程學(xué)報,2006,(4):29-33.

[2] 崔淑斌. 大跨連續(xù)剛構(gòu)梁懸臂施工線形控制技術(shù)[J].國防交通工程與技術(shù),2005,(2):64-66.

[3] 余舟,韋偉. 連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工線形控制方法[J].西部交通科技,2015,(5):61-62，94.

2016-05-18

陶文景(1974-)，男，貴州關(guān)嶺人，高級工程師，研究方向：高墩大跨橋梁施工。

U448.21+4

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1008-3383(2016)07-0101-02