基于大跨度T構橋箱梁懸臂施工線形控制措施研究

楊高貴

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽550001)

基于大跨度T構橋箱梁懸臂施工線形控制措施研究

楊高貴

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽550001)

從導致大跨度橋梁懸臂箱梁撓度變形的因素出發，分析T構橋箱梁懸臂線形控制的原理和目的，就如何控制懸臂箱梁撓度線形展開探討。

大跨度橋梁;T構橋;箱梁懸臂;線形控制

1 導致懸臂箱梁撓度變形的因素分析

在進行大跨度T構橋箱梁懸臂施工時，因箱梁下部缺少豎向支撐物，懸臂施工未合攏前，主要依賴貫通在懸臂預應力的鋼絞線上，鋼絞線、箱梁剛度、0#塊兩端懸臂對稱平衡處于一個穩定的狀態。箱梁在延伸的過程中，懸臂所承受的符合越來越大，再加上重力作用，導致懸臂箱梁不可避免的出現下撓變形;另外，在進行箱梁灌注的過程中，預應力會發生穿束和張拉，而鋼絞線的張拉力也在增加，而0#塊也同時受到向下的壓力，此時兩端的懸臂受到的是向上的提升力，有產生了促使箱梁上撓的變形。前面也提到，受到跨度過大、懸臂太長等因素的影響，箱梁在晝夜較大的溫差中，使得頂面的混凝土開始膨脹，底面的混凝土則收縮，加重了懸臂箱梁下撓的變形。

由分析可得出，大跨度的預應力混凝土連續梁和T構橋在上部構造施工的過程中會受到多種因素影響導致撓度變形，概括起來可得出以下幾點:

(1)重力因素:箱梁和掛籃本身有一定的自重，影響箱梁重量的因素包括新灌的混凝土自重，混凝土對已灌梁段形成向下的撓度值，并且這種撓度強度是隨著懸臂的伸長逐漸加大的。懸臂伸長不僅會導致撓度增加，還會導致箱梁沿橋縱向變截面、各個梁段重量不等的情況，最終導致T構橋的懸臂各段各點的撓度呈曲線變化。一般來說，掛籃的重量是由施工單位制定，其重量不得超過涉及部門建議的重量，如果掛籃的重量過重，也可導致橋梁撓度變形。

(2)施工荷載:事實上，在進行橋梁建設時，撓度與荷載大小、構建截面尺寸及構建材料物理性質等因素都有一定的聯系。施工荷載是指施工階段為驗算橋梁結構或構件安全度所考慮的臨時荷載，臨時荷載必須滿足懸澆方案的每個環節，如果與制定的施工程序不同，則可能導致撓度變形，但事實上這種情況允許一定范圍的誤差。

(3)溫度變化:混凝土的溫度變化是隨時間延長而減小的，溫度梯度越大，產生的溫度場效應就越明顯，對箱梁結構的影響就越大。混凝土收縮主要發生在灌注后的1～2個月內，隨后收縮的趨勢會變小，在長期的荷載作用下，其塑性變形時間增長，從而導致梁體線形變化。

(4)墩身壓縮:在進行懸臂施工時，T構橋上的懸灌梁重量、施工掛籃重量、臨時施工荷載等均會作用于橋墩，讓橋墩產生比較大的壓縮量，導致變形的發生。

2 控制懸臂箱梁施工線形的目的和原理

2.1 控制懸臂箱梁施工線形的目的

在連續剛構橋中撓度過大主要表現為撓度長期增長，結構長期撓度遠遠大于涉及計算預計值。大跨度T構橋一旦出現撓度過大的情況不僅影響橋梁的美觀和行車的舒適度，更可能影響橋梁的結構安全，破壞橋面鋪裝層，降低耐久性。同時，撓度變形過大可能是箱梁梁體產生較大的主拉應力，從而加劇了箱梁梁體開裂的情況，而箱梁梁體裂縫增大會導致橋梁結構剛度降低，兩者惡性循環，使橋梁逐漸喪失承載能力。因此，控制懸臂箱梁施工線形的目的就是確保施工過程中橋梁結構的可靠性和安全性，保證其線形及受力狀態在可控范圍內。

大跨度T構橋采用的是懸臂澆筑施工方法，通過設計計算可有效控制箱梁懸臂施工的撓度變形，通過計算得到各個施工階段理想的模標高值。但在實際的施工過程中，還會受到多種不可抗因素的顯著和干擾，橋梁線形的正確性可能存在一定的誤差，這也是導致橋梁合攏困難、成橋線形與內力狀態偏離設計的主要原因。因此為盡可能的減少這些情況出現，采取措施控制懸臂箱梁施工線形是非常有必要的。

2.2 控制懸臂箱梁施工線形的原理

線形控制就是在預應力混凝土剛構橋梁懸臂施工時，運用控制軟件對橋跨結構所發生的集合變形進行矯正，促使其達到設計的理想狀態或允許變形的范圍。其基本原理就是模擬施工現場，將多種影響因素納入進行撓度疊加，反向加入施工控制過程，最后按照最低限度設計?？刂茡隙茸冃蔚年P鍵就是施工階段、施工步驟的結構撓度變化狀態。根據計算提供梁體各截面的最終撓度變化值，來設置施工預拱度，再調整每塊梁段模塊安裝時的前緣標高。公示如式(1)

式中:Hi為第i段箱梁的實際立模高度;H0為第i段設計值;f為綜合多種因素疊加的施工預拱度。

3 控制懸臂箱梁施工線形的措施

首先，在進行各梁段的澆筑時，根據公式可得出對應點的立模高，根據主橋箱梁一般構造圖計算求出對應標高，根據實際施工情況重新計算出箱梁預拱度的值。在安裝掛籃之后，正式使用之前，應對掛籃行整體靜載實驗，測量出掛籃前托梁、前橫梁上前吊帶處的撓度;其次，為保證箱梁的理論軸線和高度施工的精確度，應對全橋平面控制網和高程控制網進行定期復測，測量儀器也要定期校驗，以保證準確和極小范圍的偏差。

另外，當墩身澆筑完成后，應該在墩頂面的四邊及中心預埋帶錨固鋼筋鋼板，在墩身模板拆除前，應根據導線控制點，使用全站儀將墩身頂面縱向、橫向中心點和墩身中心點測量出來。臨時水準基點應以0#塊頂預埋剛勁頂為準，嚴格的控制底模高度，并準確測定底模前后兩端和箱梁頂面的混凝土標高。

4 結束語

基于大跨度T構橋箱梁懸臂的施工是一個復雜的過程，要控制好施工工程中的各項指標，有效控制撓度變形，保證其安全性一直以來都是該領域的研究重點。切實做好掛籃加載實驗、嚴密監視模板及掛籃變形情況，加強施工過程多個時段的撓度觀測，減少撓度影響因素，根據現場實際情況，進行綜合修正，減少誤差的同時，保證撓度變形在設計范圍內，從而保證了橋梁結構的安全。

［1］楊福泰.大跨度T構橋箱梁懸臂施工線形控制方法探討［J］.工程地球物理學報，2011，8(2):250－254.

［2］黃勇.大跨度T構橋箱梁懸臂灌筑施工技術的探討［J］.中華民居，2012，17(1):939－940.

U442

C

1008－3383(2017)04－0120－01

2016－10－20

楊高貴(1980－)，男，貴州遵義人，工程師，研究方向:公路土建。