朱 明 星

(貴州省交通建設工程檢測中心有限責任公司，貴州 貴陽 550008)

大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋懸澆法線性控制

朱 明 星

(貴州省交通建設工程檢測中心有限責任公司，貴州 貴陽 550008)

以松柏山大橋為例，采用MIDAS軟件建立了計算模型，對大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋懸澆法線性控制進行了計算分析，為橋梁的后期建設提供了理論的立模標高數(shù)據(jù)。

連續(xù)剛構(gòu)橋，預應力混凝土，懸澆段，計算

1 工程概況

松柏山大橋位于貴陽市花溪區(qū)黨武至湖潮城市道路工程，全橋長345 m，主橋左右線橋跨布置均為(65+110+65)m+3×35 m預應力混凝土剛構(gòu)+預應力混凝土梁。主跨采用單箱雙室變截面箱梁，控制斷面梁高：中間支點處7.0 m，邊跨直線段及主跨跨中處3.0 m，其高跨比分別為1∶15.7和1∶36.7。箱梁橫截面為單箱雙室直腹板，箱梁頂板寬度為19.0 m，底板寬度為12.6 m，翼板懸臂長度為3.2 m。箱梁底板水平，通過腹板的高差，實現(xiàn)頂板單向1.5%橫坡，主橋墩為1.2 m×12.6 m的鋼筋混凝土雙肢薄壁墩。其主橋橋型立面布置見圖1。

該橋主墩“T”構(gòu)劃分為15個縱向?qū)ΨQ梁單元，邊跨的現(xiàn)澆段長8.8 m，梁單元的劃分為11 m(0號段),2.5 m(1號段),6×3 m，8×3.5 m，2 m(合龍段)，累計懸臂總長54 m。梁段采用掛籃懸臂澆筑施工，懸臂澆筑梁段最大控制重量225.2 t(2號梁段)，掛籃設計自重1 125 kN(包括全部施工荷載)。全橋共有2×5個合龍段，合龍段長度為2 m(采用型鋼桁架作合龍段勁性骨架)。

2 大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋懸澆法線性控制方法

2.1 線性監(jiān)控的作用

線性監(jiān)控的作用是讓橋梁成橋線性符合設計要求，但在實際的施工中會存在各種誤差影響目標狀態(tài)的實現(xiàn)，所以要根據(jù)實際情況分析出各種誤差產(chǎn)生的原因，預測和對下一施工階段的調(diào)整。保證成橋后橋梁線性、合龍段兩懸臂端標高的相對偏差不大于規(guī)定值以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設計要求。

線性監(jiān)控中產(chǎn)生誤差的因素有計算誤差、儀器誤差、環(huán)境誤差、人為誤差、系統(tǒng)誤差等。在施工實際情況中通過比較實測值與理論值進行誤差的識別與修正，從而保證線性符合要求。

2.2 結(jié)構(gòu)分析與預拱度的計算

結(jié)構(gòu)分析是結(jié)構(gòu)施工控制的主要工作內(nèi)容之一，該項工作根據(jù)施工過程與成橋運營情況來完成各施工狀態(tài)及成橋后的內(nèi)力、應力與位移計算，進而確定出結(jié)構(gòu)各施工階段的應力與位移理論值。計算考慮施工的進程、時間、相應狀態(tài)臨時荷載、環(huán)境溫度、截面的變化、結(jié)構(gòu)變化、混凝土的收縮與徐變、預加應力等因素。根據(jù)計算分析可確定出橋梁的預拱度，預測下一施工狀態(tài)及施工成橋狀態(tài)的內(nèi)力與位移。該橋主橋的總體計算采用空間桿系有限元法，利用國內(nèi)外著名的橋梁結(jié)構(gòu)專業(yè)分析軟件MIDAS CIVIL進行計算 。橋梁的計算模型和預拱度如圖2，圖3所示。

2.3 掛籃變形的計算

掛籃的變形分為兩部分：一為彈性變形，即在混凝土的荷載作用下產(chǎn)生變形；其二非彈性變形，即由于掛籃自身連接部位的松弛產(chǎn)生的變形。懸臂施工的掛籃為鋼結(jié)構(gòu)，在混凝土澆筑后會產(chǎn)生下?lián)希斐上淞合聯(lián)?，為得到掛籃的彈性變形以及消除非彈性變形，所以掛籃安裝完成后要進行掛籃預壓實驗，采用分級加載，最大加載噸位為最大控制重量225.2 t(2號梁段)，根據(jù)測試結(jié)果繪制成荷載—撓度曲線表，所得到的掛籃彈性變形值fgli在表中內(nèi)插得到。

2.4 懸澆段立模標高的計算

立模標高通過下式給出：Hlmi=Hsji+∑fzr+fgli。其中，Hlmi為i節(jié)段立模標高；Hsji為i節(jié)段設計標高；∑fzr為后續(xù)所有節(jié)段和所有的工況變更對本梁段產(chǎn)生的撓度變形總和；fgli為i節(jié)段掛籃本身在混凝土重力作用下的彈性變形?！苀zr=∑f1i+∑f2i+f3i+f4i+f5i+f6i。其中，∑f1i為各梁段恒重在i節(jié)段所產(chǎn)生撓度總和；∑f2i為各階段預應力張拉產(chǎn)生的梁體上撓量的總和；f3i為混凝土應力收縮徐變在i節(jié)段所產(chǎn)生的變形；f4i為臨時荷載在i節(jié)段引起的變形；f5i為不同體系溫度差在i節(jié)段引起的變形；f6i為i節(jié)段預拋高值。其中，∑f1i，∑f2i，f3i，f4i，f5i是在計算模型中通過正裝分析和倒拆分析得到；f6i為后期預拱度值一般采用L/1 000～L/2 000。

2.5 懸澆段測點的布設及控制

通過橋梁附近的導線控制網(wǎng)，在各個橋墩墩頂部設基準點，基準點采用圓鋼制作,并焊接在鋼筋籠上，頂部磨圓，露出混凝土面約20 mm,在其周邊做好保護措施和標識，并且每隔7 d進行一次聯(lián)測，同時觀測各個墩的變形。每節(jié)梁段前端設置4個測點(離階段前端20 cm處)用以觀測施工變形和箱梁有無扭轉(zhuǎn)；測點采用圓鋼筋制作，并焊接鋼筋籠上，頂部磨圓露出混凝土面20 mm，周邊采用紅油漆標記，如圖4所示。

每一個懸澆段要進行6個工況的高程、撓度和軸線的觀測，即掛籃就位及立模板后、澆筑混凝土前、澆筑混凝土后、張拉預應力鋼束前、張拉完預應力鋼束后、移動掛籃前。對主梁的節(jié)段撓度進行平行獨立測量，相互校核。橋梁截面形狀的測量主要包括:主梁上頂板與下底板的寬度、邊腹板與中腹板的厚度、上頂板和下底板的厚度、節(jié)段截面高度以及節(jié)段的長度等。

3 結(jié)語

大跨度預應力混凝土剛構(gòu)橋線性控制是保證懸臂澆筑施工順利合龍以及成橋后線性與設計線性相符的重要手段和方法。本文針對松柏山大橋建設的具體情況,進行了剛構(gòu)橋懸臂施工的線性控制計算,為橋梁的后期建設提供了理論的立模標高數(shù)據(jù)。結(jié)合后期施工的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比、比較和校正,能夠保證松柏山大橋順利建成通車。

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The cantilever method linear control of largespan pre-stressed concrete continuous rigid frame bridge

ZHU Ming-xing

(GuizhouTrafficConstructionEngineeringTestingCenterLimitedLiabilityCompany,Guiyang550008,China)

Taking Songbai Mountain bridge as an example, this paper established the calculation model using MIDAS software, made calculation and analysis on cantilever method linear control of large span pre-stressed concrete continuous rigid frame bridge, provided theory vertical mold elevation data for post bridge construction.

continuous rigid frame bridge, pre-stressed concrete, cantilever, calculation

2014-07-14

朱明星(1988- )，男，助理工程師

1009-6825(2014)27-0189-03

U448.23

A