連續(xù)剛構(gòu)線性控制技術(shù)應(yīng)用

何明亮

（中鐵二十四局集團(tuán)南昌鐵路工程有限公司，江西南昌 330000）

1 工程概況

濁漳河特大橋位于山西省潞城市辛安泉鎮(zhèn)南馬莊附近，中心里程Z2K759+401，此處分離新建Z2線需要跨越濁漳河，地形為U形河谷，高差較大，且要跨越原高速公路，路線線位較高，橋墩高度平均超過60 m，橋梁全長(zhǎng)1 534 m。

上部結(jié)構(gòu)采用4×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁+（45+75+45）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)+30×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁，其中主橋75 m主跨跨越既有高速公路，45 m邊跨跨越西五線，40 m跨徑引橋跨濁漳河及其漫灘，下部結(jié)構(gòu)采用薄壁矩形空心墩+承臺(tái)+群樁基礎(chǔ)。

2 連續(xù)剛構(gòu)的基本特征

（1）墩量牢固穩(wěn)定。

連續(xù)剛構(gòu)橋梁具有多個(gè)墩柱，可以均勻受力，柔度強(qiáng)。

（2）維護(hù)方便。

相較于傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)，連續(xù)剛構(gòu)橋梁無須設(shè)置伸縮縫，可以有效降低成本支出，在后續(xù)使用過程中也無須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與保養(yǎng)作業(yè)。

（3）具有較強(qiáng)的抗震能力。

橋梁受到地震等自然力的影響使，能夠?qū)⑺降卣饝?yīng)力向所有墩柱分散，無須單獨(dú)設(shè)置防震裝置，可以有效節(jié)約項(xiàng)目建設(shè)成本的投入，降低建設(shè)施工難度。

（4）超靜定框架。

連續(xù)剛構(gòu)是多次超靜定框架，砼的變形繩索在內(nèi)外氣溫的改變、預(yù)應(yīng)力功能、墩臺(tái)不均勻等情況下會(huì)發(fā)生內(nèi)力與位移變化，為了避免各種因素的影響導(dǎo)致彎矩變化，連續(xù)剛構(gòu)中通過采用空心高墩或雙薄壁墩形式。

3 連續(xù)剛構(gòu)橋梁建設(shè)中主要的影響因素

3.1 連續(xù)剛構(gòu)橋梁框架參量的影響

橋梁框架參量是橋梁建設(shè)內(nèi)容中的重要內(nèi)容之一，對(duì)于施工的有序開展、橋梁建設(shè)的精準(zhǔn)性都具有極大影響，框架參量會(huì)影響設(shè)計(jì)理想分析結(jié)論。通過結(jié)合實(shí)際工程案例的情況，可以發(fā)現(xiàn)在實(shí)際工作中難以實(shí)現(xiàn)框架參量與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)完全統(tǒng)一，無法避免偏差。為了實(shí)現(xiàn)框架參量與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，必須深入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集與論證，保證數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。在橋梁施工中，橋梁框架參量主要的內(nèi)容包括設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力、彈性模量、物料容重、橋梁的負(fù)荷以及受外界因素影響系數(shù)等多個(gè)方面的內(nèi)容。

濁漳河特大橋連續(xù)剛構(gòu)立面如圖1所示。

圖1 濁漳河大橋主橋（45+75+45）m連續(xù)剛構(gòu)立面（單位：cm）

3.2 施工監(jiān)控

施工監(jiān)控是橋梁建設(shè)施工過程中重要環(huán)節(jié)之一，嚴(yán)格的施工監(jiān)控可以保證建設(shè)施工有序進(jìn)行的同時(shí)提升工程質(zhì)量。但在橋梁建設(shè)實(shí)際施工過程中，會(huì)受到多個(gè)方面的影響，導(dǎo)致在施工監(jiān)控環(huán)節(jié)中產(chǎn)生較大偏差，偏差主要出現(xiàn)在測(cè)量過程、儀表安裝過程、信息采集過程中，需要通過嚴(yán)格的施工監(jiān)控降低偏差發(fā)生的概率。

3.3 氣溫的影響

氣溫環(huán)境對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋梁也具有較大影響，具體主要表現(xiàn)為局域溫差與年溫差兩個(gè)方面的隱性。橋梁建設(shè)施工周期較長(zhǎng)，所以在外部溫度環(huán)境會(huì)不斷發(fā)生變化，溫度環(huán)境的變化無法通過人為的方式進(jìn)行控制與干擾，存在許多未知的影響因素，氣溫的控制無法實(shí)現(xiàn)。要求設(shè)計(jì)人員、施工人員在實(shí)際工作過程中能夠充分考慮溫度變化對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的影響，合理制定相關(guān)的解決措施與應(yīng)對(duì)策略，有效降低溫度環(huán)境變化對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋梁的建設(shè)與使用的影響。

3.4 施工技術(shù)與工藝的影響

橋梁建設(shè)領(lǐng)域中，由于施工經(jīng)驗(yàn)、施工人才儲(chǔ)備等多方面的影響使得不同企業(yè)的施工技術(shù)與工藝存在較大的差別。施工技術(shù)與工藝會(huì)在較大程度上對(duì)橋梁質(zhì)量形成影響，在具體施工過程中，施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)針對(duì)施工環(huán)境、施工標(biāo)準(zhǔn)、施工目標(biāo)等有清晰認(rèn)識(shí)，以此為基礎(chǔ)合理選擇施工技術(shù)與工藝，為橋梁建設(shè)施工的有序開展以及質(zhì)量提供基礎(chǔ)保障。

4 連續(xù)剛構(gòu)線性控制技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 惡劣環(huán)境下承臺(tái)砼處理技術(shù)

（1）注重原材料的監(jiān)控與管理，合理地配置砼的配合比，通過采用低水化熱的水泥或煤灰粉，降低出現(xiàn)砼水化熱的概率。

（2）墩柱承臺(tái)內(nèi)部設(shè)置降溫裝置與溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，利用降溫裝置合理控制混凝土內(nèi)部的溫度，有效降低混凝土內(nèi)部與外部的溫差，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土裂縫的有效控制。根據(jù)相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)與要求規(guī)定，橋墩承臺(tái)混凝土施工中，應(yīng)保證混凝土內(nèi)外溫差不得超過25 ℃，通過不同的溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集混凝土內(nèi)部溫度的變化情況。如果遇到混凝土內(nèi)部溫度突然升高的情況，應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)降溫裝置，保證溫差能夠控制在合理的范圍內(nèi)。

（3）惡劣環(huán)境下承臺(tái)混凝土澆筑施工既要考慮內(nèi)外溫差的變化，還要考慮施工晝夜溫差的變化，需要在混凝土內(nèi)部設(shè)置降溫裝置，在混凝土外部加裝保溫裝置，有效將混凝土內(nèi)部與外部的溫差控制在25 ℃以內(nèi)，降低裂縫發(fā)生的概率，為連續(xù)剛構(gòu)橋梁的質(zhì)量提供重要的基礎(chǔ)保障[1]。

4.2 做好施工的垂直管理

連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工過程中，對(duì)于高墩施工過程的垂直管理、混凝土外觀有極高的要求。因此，為了避免由于混凝土垂直問題以及外觀問題對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋梁的建設(shè)與使用造成影響，在模板設(shè)計(jì)時(shí)需要慎重考慮模板總體剛度。在模板外側(cè)安裝桁架，通過桁架的輔助能夠合理設(shè)置施工作業(yè)平臺(tái)，通過合理設(shè)置上下通道，可以實(shí)現(xiàn)施工效率的全面提升。此外，通過桁架的設(shè)置還可以為后續(xù)的施工監(jiān)測(cè)提供便利。

4.3 掛籃變形控制

連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工過程中掛籃變形值主要以預(yù)壓堆載試驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)為重要的參考數(shù)據(jù)值。在實(shí)際施工過程中，由于橋梁不同節(jié)段以及堆載在掛籃的重量存在較大的差異，會(huì)使得標(biāo)高會(huì)產(chǎn)生變化。

為了保證橋梁施工的有序進(jìn)行以及為工程質(zhì)量提供基礎(chǔ)保障，在實(shí)際施工過程中可以使用掛籃變形動(dòng)態(tài)調(diào)整方法。連續(xù)剛構(gòu)橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工過程中，橋梁緊鄰節(jié)段具有極大的相似度，主要表現(xiàn)為施工人員、施工儀器、外部環(huán)境因素等，掛籃變形的主要影響因素為自重變化量。即橋梁節(jié)段自重可以理解為±1節(jié)段自重，X節(jié)段實(shí)際的掛籃變形值可以理解為該節(jié)段掛籃的變形值。

標(biāo)高的確定需要在獲得±1節(jié)段的實(shí)際變形值的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)置，混凝土澆筑完畢后，連續(xù)剛構(gòu)橋梁懸臂會(huì)出現(xiàn)下?lián)锨闆r，與有限元模型進(jìn)行結(jié)合后獲得準(zhǔn)確的實(shí)際變形值。

4.4 連續(xù)剛構(gòu)線性控制方法

橋梁建設(shè)領(lǐng)域中線性控制技術(shù)可以分為豎向擾度線性管理與軸向線性管理，在一般連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工中只需要借助豎向擾度管理就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于施工周期與施工質(zhì)量的有效控制。特殊橋梁建設(shè)項(xiàng)目中，由于工程的特殊性與復(fù)雜性，豎向擾度管理無法滿足管理需求，還需要借助軸向線性控制技術(shù)，結(jié)合實(shí)際建設(shè)項(xiàng)目需求合理的選擇線性控制技術(shù)。

結(jié)合本工程實(shí)際情況，本工程中選擇了豎向擾度線性管理方法，最大懸臂塊段重142.2 t（5號(hào)塊）。

合理的施工管理不僅是保證橋梁質(zhì)量的核心工作環(huán)節(jié)，也是線性控制技術(shù)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，在實(shí)際施工過程中應(yīng)注重施工管理工作。

（1）框架的線性管理。

在橋梁主梁懸臂混凝土灌注施工過程，梁段的設(shè)模高度存在是否影響主梁的平整度、是否滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、是否符合施工要求等問題，一旦出現(xiàn)任何的偏差極易造成橋梁整體的變形，影響橋梁整體的質(zhì)量，對(duì)后續(xù)的使用造成極為不利的影響。

在實(shí)際施工過程中，需要注重框架線性管理工作，通過合理調(diào)整與控制主梁標(biāo)高降低變形發(fā)生的概率，通過理論模型與實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比分析，得出準(zhǔn)確的偏差后，實(shí)現(xiàn)對(duì)主梁標(biāo)高的合理調(diào)整與控制。

連續(xù)梁梁端設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 連續(xù)梁梁段設(shè)計(jì)情況

（2）結(jié)構(gòu)應(yīng)力管理。

針對(duì)主梁標(biāo)高完成初步的檢測(cè)與調(diào)整后，如果框架實(shí)地的應(yīng)力情況與設(shè)計(jì)出現(xiàn)變差，會(huì)對(duì)橋梁的整體結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重危害。所以在連續(xù)剛構(gòu)橋梁建設(shè)施工過程中，應(yīng)在框架應(yīng)力集中位置與部分具有代表性的位置預(yù)設(shè)應(yīng)力檢測(cè)部件，以檢測(cè)施工過程的框架應(yīng)力，為連續(xù)剛構(gòu)橋梁的質(zhì)量提供必要的保障。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過結(jié)合實(shí)際工程案例對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋梁建設(shè)施工的特征以及影響因素進(jìn)行分析，可以幫助施工企業(yè)對(duì)于施工難點(diǎn)有初步的認(rèn)識(shí)與了解，為后續(xù)線性控制技術(shù)的合理應(yīng)用提供重要的理論參考，合理制定應(yīng)用策略，更好地發(fā)揮線性控制技術(shù)在連續(xù)剛構(gòu)橋梁建設(shè)中的重要價(jià)值與作用。