分節段支架現澆T形鋼構轉體橋施工控制及關鍵問題研究

摘 要：文章針對分節段現澆T形鋼構轉體橋施工工藝，分析了施工過程中橋結構控制、轉體不平衡控制，介紹了過程控制中的線形問題、應力問題、穩定性問題和安全問題，并提出了影響因素和解決措施，在橋梁施工時要充分考慮節段長度對T形鋼構轉體橋的影響，包括結構應力、預拱度設置、預應力損失以及收縮徐變等。

關鍵詞：T形鋼構；轉體施工；分段支架；施工控制

引言

轉體施工是在20世紀中期發展起來的，其原理為結合地形，利用轉盤結構和滑道，將龐大的橋梁結構首先在一側完成基本結構，然后旋轉安裝到位，在山區較深的河谷中達到方便施工的效果，而T形鋼構具有自平衡功能，使用轉體施工能夠節約工期和用料，減少施工設備的運用，安全可靠，并不影響交通通航。橋梁施工控制包括監測和控制兩個方面，通過連續性的監測橋梁的應力和位移狀態，獲得實際狀態和目標狀態的誤差，然后根據現代施工控制理論調整橋梁的工作狀態，使橋梁盡可能的靠近設計要求。橋梁的施工控制是保證橋梁質量的重點，特別對于復雜結構和施工工序的橋梁更為重要。支架現澆轉體T形鋼構橋雖然原理簡單，但具有較高的施工技術要求，施工過程中要保障上部結構線形、應力調整和轉動系統都在合理的范圍內。

1 橋梁結構及轉體不平衡控制

1.1 橋梁結構計算原理

現澆T形鋼構橋的成橋過程需要多個施工階段，每個節段的變形和受力監測是橋梁施工控制的關鍵內容，為了滿足成橋后橋梁的線形和內力狀體符合設計要求，在施工期間必須進行結構位移的變形情況和力學狀態控制。目前橋梁結構位移和內力的計算方法有正裝計算法、倒裝計算法以及無應力狀態計算法三種。正裝計算是按照橋梁實際施工的順序進行加載，從而模擬整個施工過程，這種方法能夠將施工過程中和時間有關的因素考慮進去，包括非線性變形問題、混凝土收縮問題、徐變問題等，能夠得到不同施工節段橋梁結構的變形和力學情況。倒裝計算則是根據橋梁結構加載的逆順序進行結構分析計算，這種方法能夠很好的了解到橋梁結構在施工過程中的理想受力狀態、理想安裝位置。從最終的設計圖紙給出的結構標高，能夠逐步的反算出結構在各個施工過程中的標高位置，從而了解施工的各個階段結構的位移和應力狀態是否處于可控的范圍。無應力狀態計算適用于大跨度橋梁和懸索橋的施工控制，假設橋梁結構的各構件無應力長度和曲率不變，將施工過程中的中間狀態和成橋結構聯系起來。

1.2 支架現澆施工預拱度的確定

橋梁結構控制中預拱度的控制是一項較為重要的因素，一般來說隨著分段的增長，預拱度值要不斷的增大，在最大的懸臂狀態時要達到最大值。支架施工中應考慮的預拱度因素包括支架在荷載作用下產生的彈性撓度和非彈性撓度、支架基底在荷載作用下的非彈性沉陷、支架卸載后上部結構及荷載一半產生的豎向撓度、混凝土溫度變化引起的收縮和徐變變形等。

1.3 轉盤和梁段平衡控制

影響轉盤施工的不平衡因素包括轉體的安裝精度、梁體結構質量分布以及預應力張拉效果等。轉體包括鋼制球鉸和滑道，球鉸在安裝時要精確的定位裝置，調整中心位置偏差不超過1mm，然后以精密水準儀和鋼尺復測標高，完成后用型鋼進行固定。滑道要由專業的廠家生產并現場分階段組裝。為了減少梁體的不平衡，在施工中要控制支架的搭設，支架的強度和穩定性要能夠承受各種荷載，并控制支架的不均勻沉降，T形結構要對稱澆筑，預應力張拉要采用雙控法。分節段澆筑過程中，前端的支架和已經澆筑的部分并沒有完全脫離，所以測量的應力不能夠精確的反映出受力狀態，所以施工中難以把握T形鋼構的不平衡狀態，在支架完全卸去后要重新進行不平衡測試，以保證應力狀態的真實性。

2 橋梁施工過程控制

2.1 線形控制

線形控制，橋梁施工不可避免的會造成一定的橋梁線形變化問題，一旦線形變化超過控制范圍可能造成橋梁難以合攏，或者影響橋梁的正常運營、使用。線形控制的目的是保證橋梁成橋后其基本線形盡可能的接近設計要求，線形的溫差范圍一般和橋型、跨徑及施工工藝有關。

采用分節段施工澆筑的T形鋼構橋梁，分步進行混凝土的澆筑，逐次的向兩邊對稱延伸，已澆筑的節段會承受后續澆筑節段的自重，其撓度會不斷變化，所以每一次施工過程中都要調整一次預拱度。全部澆筑完成后由于混凝土的徐變作用、溫度作用等橋梁仍在變形，所以成橋預拱度的設置還要考慮這些因素。測量點的設置要求每澆筑一個節段都要埋置水準點和軸線測點，基準點設在0#塊中心梁頂面，整個施工期間要注意對基準點和測量點的保護，每個月都要進行一次聯測復核。

2.2 應力控制

應力控制，橋梁應力直接關系到橋梁結構的安全問題，應力監控過程是在橋梁結構的最不利截面的上下緣布置監測點，收集施工過程中橋梁的應力變化狀態，通過與理論值相比較得到誤差，并不斷的采取措施減少應力誤差。影響應力變化的因素包括結構自重、施工荷載、預加應力、溫度、基礎沉降以及風雪荷載等。施工過程中可以按照節段以混凝土澆筑和預應力張拉兩個工況進行監測。在箱梁的每個應力測試截面上都布置數個測點，應變計以順橋方向固定在縱向主筋上，測試導線留在混凝土外并做好保護。通過測量的應力與理論應力對比，可以知道一般情況下箱梁截面的下緣混凝土壓力會隨著節段澆筑而增大，上緣壓應力則隨著澆筑節段的增加稱波浪式增加，支架拆除后壓應力減小，鋼束預應力增大。

2.3 穩定控制

橋梁穩定包括橋梁的局部穩定和整體穩定，目前主要通過計算穩定系數來進行控制，穩定系數和結構的材料、施工工藝、橋梁結構有一定的關系。

2.4 安全控制

安全控制，安全控制其實已經包含了變形控制、應力控制和穩定性控制，是橋梁施工過程中控制的基礎。只要保證橋梁結構變形控制、應力控制和穩定性控制在合理的范圍內，就能保證橋梁的安全控制。

3 分節段施工長度對施工效果的影響

3.1 分節段施工工藝關鍵

做好地基處理，保證地面平整，根據土質選擇合適的壓實設備，達到最佳的壓實度，做好四周的排水工作。根據地質狀況選擇墊層材料，提高地基的承載力，保證施工過程中不會在荷載作用下發生沉陷。支架的搭設要做好最不利荷載組合的驗算，通過預壓消除一部分地基變形。鋼筋綁扎過程中預應力孔道要精確布置，固定可靠，混凝土澆筑時要做好充分的協調準備工作。

3.2 分節段長度對施工效果的影響

通過研究發現分節段施工中施工節段越多，工期越長。而節段長度增大又會增加作業面，人力、材料和機械幾種，模板周轉需求量大，所以節段越大，成本越高。所以要合理選擇施工工藝，確定節段的大小，以達到最佳的經濟和技術效益。

參考文獻

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