楊艷飛

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂施工控制分析

楊艷飛

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁可以解決跨越大江大河的問題，因此近年來修建需求劇增，其主跨跨徑要求越來越大，所以此類型的橋梁施工技術(shù)面臨越來越多的挑戰(zhàn)。懸臂施工法是修建該種橋梁的主要手段，但是此法修建的橋梁主梁體內(nèi)容易產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力應(yīng)變，所以需要謹(jǐn)慎對待。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)建設(shè)案例對預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁懸臂施工進(jìn)行分析。

預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁;懸臂施工;控制分析;應(yīng)力監(jiān)控

1 工程概況

北盤江特大橋位于貴州省六盤水市水城縣發(fā)耳鎮(zhèn)和營盤鄉(xiāng)交界處，北盤江為其界河，橋址水城岸(北岸)屬于發(fā)耳鎮(zhèn)躍進(jìn)村石板寨，盤縣岸(南岸)屬于營盤鄉(xiāng)紅德村。本橋起點(diǎn)樁號(hào) K30+747.5，終點(diǎn)樁號(hào) K32+002.5，全橋長1 261 m。其中主橋82.5 m+290 m+82.5 m 為預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿連續(xù)剛構(gòu)，引橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)或剛構(gòu)的形式。本項(xiàng)目是該橋前半段第7A合同段，路線起點(diǎn)樁號(hào)為K30+700(引道路基起點(diǎn)樁號(hào))，終點(diǎn)樁號(hào)為K31+345(主跨中心樁號(hào))°施工主要內(nèi)容包括:段內(nèi)除接易拉嘎隧道出口端橋臺(tái)有部分路基外，其余均為正橋部分。連續(xù)梁采用縱、豎、橫三向預(yù)應(yīng)力，C50混凝土。全橋選擇對稱懸臂澆筑、邊跨合攏、中跨合攏順序。

2 控制模型的建立

本橋采用橋梁專用軟件MIDAS/CIVIL建立連續(xù)梁的整體模型，并應(yīng)用該軟件模擬出在施工過程中梁段的混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力筋的張拉、掛籃移動(dòng)等具體因素的影響，并進(jìn)行施工過程中的應(yīng)力應(yīng)變的計(jì)算和檢驗(yàn)工作。本橋連續(xù)梁主橋共劃分108個(gè)單元，所以單元采用梁單元。固結(jié)整個(gè)結(jié)構(gòu)的墩底，梁的兩端約束為滾動(dòng)支座，墩梁實(shí)行約束。

3 主梁線性監(jiān)控

3.1 施工線形控制的原理

根據(jù)計(jì)算提供梁體各截面的最終撓度變化值和檢測結(jié)果，設(shè)置施工預(yù)拱度，據(jù)此調(diào)整每節(jié)段的模板標(biāo)高。用以下公式計(jì)算

式中:Hi第i梁段的實(shí)際立模標(biāo)高;H1為第i梁段的設(shè)計(jì)標(biāo)高;H2為設(shè)計(jì)預(yù)拱度;H3為施工調(diào)整值。

3.2 懸臂施工線形控制方法

建立控制點(diǎn)，在47#、51#墩0#塊中心設(shè)平面控制點(diǎn)及高程控制點(diǎn)，始終以此作為全橋線形的控制點(diǎn)，橋梁施工期間定期或不定期的進(jìn)行復(fù)核以監(jiān)控點(diǎn)位是否發(fā)生位移。

3.2.1 梁段軸線控制

箱梁各節(jié)段平面位置控制要點(diǎn)為掛籃行走和就位后的軸線控制，為精確控制掛籃行走軸線位置，軌道鋪設(shè)必須經(jīng)過精確的定位，掛籃滑動(dòng)到位后再用全站儀對掛籃軸線進(jìn)行測量，掛籃實(shí)際軸線和設(shè)計(jì)掛籃軸線的誤差不得大于10 mm。經(jīng)檢查無誤后，將掛籃后錨固錨緊。

3.2.2 梁段長度控制

掛籃就位后，用全站儀放樣定出梁段的端頭截面，放樣完后用鋼尺從已澆筑的梁段的端頭量放樣點(diǎn)處，校核全站儀放樣的結(jié)果。這樣既可保證梁體端面的垂直度又能保證梁段的長度，施工時(shí)要嚴(yán)格按照放樣點(diǎn)控制端頭模板。

3.2.3 測量方案

全橋在平面內(nèi)位于直線上，在縱斷面內(nèi)位于0坡度的直線上。為保證全橋精確合龍，采用如下方案。

(1)在47#、51#墩0#塊施工時(shí)預(yù)埋0#塊中心點(diǎn)位鋼板，采用10×10 cm，δ=10 mm的鋼板，頂面與梁頂面平齊。底面焊接四根φ12鋼筋，長度為30 cm，端部帶彎鉤。

(2)0#塊施工完畢后，精確放出中心點(diǎn)，并刻痕標(biāo)記，作為穿線控制點(diǎn)，并與高級(jí)控制點(diǎn)聯(lián)測無誤后，記錄該點(diǎn)數(shù)據(jù)，作為平面控制點(diǎn)。

(3)確定中心點(diǎn)位后，可于鋼板上焊接小于1 cm高度的φ20鋼筋頭，將頂部打磨圓，作為箱梁高程控制點(diǎn)。

(4)從地面高級(jí)控制點(diǎn)通過三角高程分別引設(shè)高程到高程控制點(diǎn)上，然后在橋面上采用二等水準(zhǔn)要求聯(lián)測，并平差，記錄結(jié)果，作為高程控制點(diǎn)。

(5)定期或不定期的對控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測以保證點(diǎn)位沒有被破壞。

(6)軸線采用經(jīng)緯儀穿線，距離采用全站儀量測;高程以0#段上所設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)為控制點(diǎn)進(jìn)行測量。

4 主梁應(yīng)力監(jiān)控

應(yīng)力監(jiān)控的目的通過及時(shí)監(jiān)測連續(xù)梁的受力部位在施工工序中的實(shí)際受力情況，提供安全的施工條件，也為運(yùn)營階段的監(jiān)測工作奠定基礎(chǔ)。

4.1 應(yīng)力監(jiān)控儀器

采用振弦式應(yīng)變傳感器用于監(jiān)測混凝土的應(yīng)變，其靈敏度、精度及穩(wěn)定性在同類產(chǎn)品中都很出色，在土木領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本項(xiàng)目采用XJH-3型埋入式混凝土應(yīng)變傳感器和相匹配的的PZX-6T振弦頻率儀。

4.2 應(yīng)力監(jiān)控?cái)嗝娌贾?/h3>

在分段施工的最不利部位是連續(xù)梁懸臂施工應(yīng)力監(jiān)控的首選部位，依據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)和施工具體方法可以得到應(yīng)力監(jiān)測截面的具體位置。

4.3 應(yīng)力監(jiān)控影響因素

(1)傳感器的安裝

混凝土澆筑和振動(dòng)搗實(shí)時(shí)，傳感器有時(shí)受到不同方向的擠壓發(fā)生軸線偏離，使得測量值偏小。

通過截面尺寸和上、下緣的實(shí)際測量應(yīng)力可以修正上下位置引起的傳感器差異;不能修正傳感器方位帶來的隨機(jī)誤差，但是其影響較小，可以忽略。

(2)混凝土彈性模量

用到混凝土的彈性模量，把應(yīng)變轉(zhuǎn)化為應(yīng)力時(shí)就會(huì)，它的取值通常是一定值來自于相應(yīng)規(guī)范。但混凝土的彈性模量是隨時(shí)間的推移而發(fā)生改變，因加載齡期不同，混凝土的塑性變形會(huì)而有很大區(qū)別，因此，混凝土的彈性模量應(yīng)根據(jù)相應(yīng)階段的試驗(yàn)取值。

(3)溫度

混凝土?xí)崦浝淇s受溫度的影響，溫度升高，弦張力降低;溫度降低，弦張力增大。應(yīng)力和溫度同時(shí)存在時(shí)，傳感器的讀數(shù)包含外界形變和溫度變化，故進(jìn)行修正測試數(shù)據(jù)時(shí)，要除去溫度的部分影響。

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2013-12-13

楊艷飛(1987-)，男，河北人，助理工程師，研究方向:土木工程。