蔡雄庭 彭旭民 周雄

摘要：雙碑大橋低塔側(cè)邊跨段為平面曲線設(shè)計(jì)，原設(shè)計(jì)考慮到分段配重（壓重）難度較大且掛籃行走定位困難，線形難以控制，故采用支架現(xiàn)澆施工。但現(xiàn)場(chǎng)由于受施工場(chǎng)地影響，需將原設(shè)計(jì)方案變更為逐節(jié)段掛籃懸臂澆筑施工。施工控制從結(jié)構(gòu)安全和施工合理性角度分析，通過(guò)調(diào)整配重施加時(shí)機(jī)及初張拉索力，對(duì)線形進(jìn)行有效控制并確保結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定，且通過(guò)對(duì)掛籃進(jìn)行局部調(diào)整，滿足曲線段各截面尺寸不斷變化的需求，使該施工方法得到順利實(shí)施，并為橋梁結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中遇到類似問(wèn)題時(shí)提供參考。

關(guān)鍵詞：雙碑大橋；支架現(xiàn)澆；掛籃

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16723198（2015）04015702

1概況

重慶雙碑嘉陵江大橋主橋?yàn)椋?5+145+330+95）m高低塔單索面混凝土斜拉橋。主橋全長(zhǎng)645m，縱坡為雙向1.0%的人字坡。主橋橫向整幅布置，橋面全寬為32.5m，其布置形式為2.0m（人行道）+0.5m（路緣帶）+3×3.5m（車行道）+0.5m（路緣帶）+5.5m（中央分隔帶）+0.5m（路緣帶）+3×3.5m（車行道）+0.5m（路緣帶）+2.0m（人行道）=32.5m。主梁采用C50混凝土，箱梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度按索距劃分為7m，每3.5m設(shè)一道橫梁。低塔邊跨側(cè)曲線段長(zhǎng)度為60m的緩和曲線，每節(jié)段長(zhǎng)4.15m，其中SSB-7～SSB-15由原先的支架施工改成懸臂掛籃施工，并在箱梁內(nèi)設(shè)置鐵砂混凝土配重。主梁橫斷面采用單箱三室斜腹板截面，梁高3.6m，頂板寬32.5m，底板寬9m，頂面設(shè)2%雙向橫坡。斜拉索采用平行鋼絞線拉索?？傮w橋型如圖1所示，邊跨曲線段示意圖見圖2。

本文以重慶雙碑嘉陵江大橋?yàn)楸尘?，以設(shè)計(jì)及施工方案為依據(jù)，通過(guò)合理的理論計(jì)算，調(diào)整內(nèi)置配重的施加方式及斜拉索張拉索力，指導(dǎo)施工方作出施工方案調(diào)整，使支架施工方法調(diào)整為懸臂掛籃施工這一施工變更得以成功實(shí)現(xiàn)。

圖1橋型布置示意圖圖2曲線段布置示意圖2技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)分析

雙碑大橋低塔邊跨側(cè)曲線段改為懸臂掛籃澆筑，低塔部分主梁由原先的單懸臂澆筑改成雙懸臂澆筑，且為雙懸臂非對(duì)稱澆筑，中跨側(cè)為標(biāo)準(zhǔn)的7m長(zhǎng)梁段，邊跨側(cè)為非標(biāo)準(zhǔn)的4.15m梁段，中邊跨的重量與長(zhǎng)度均不同。且邊跨曲線段橋面有超高設(shè)置，每個(gè)截面尺寸均在變化。根據(jù)基結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該方式實(shí)施具有以下技術(shù)難點(diǎn)：

（1）配重方面：保證結(jié)構(gòu)的平衡穩(wěn)定是懸臂掛籃施工的前提條件，配重的目的是保證結(jié)構(gòu)的平衡，也是支架改懸臂施工可行的前提條件，在最初考慮結(jié)構(gòu)平衡計(jì)算時(shí)，邊跨側(cè)配重和主梁澆筑同步進(jìn)行的，設(shè)計(jì)方提供的初步指導(dǎo)性施工步驟也是這樣考慮的，但考慮到施工因素的影響，實(shí)際上配重與主梁澆筑同步進(jìn)行的施工難度非常大，因?yàn)槭┘酉淞号渲氐臅r(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于混凝土澆筑時(shí)間。如何結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)整配重時(shí)機(jī)是方案得以實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)也是難點(diǎn)；

（2）掛籃方面：曲線梁涉及到超高的問(wèn)題，采用掛籃施工時(shí)對(duì)截面的尺寸控制難度較大。由于掛籃本身是前后支點(diǎn)組合式掛籃，上下游受力的不對(duì)稱及前后段重量的不均勻性均使掛籃受力及變形變得更為復(fù)雜。斜拉索產(chǎn)生的水平分力也對(duì)掛籃受力產(chǎn)生影響。所以掛籃控制及掛籃的局部處理也是該方案得以順利實(shí)施的一大關(guān)鍵點(diǎn)；

（3）施工調(diào)整使得施工過(guò)程增加了較多荷載變化的工況，為確保荷載作用位置及重量的準(zhǔn)確性，現(xiàn)場(chǎng)施工管理是個(gè)關(guān)鍵因素，現(xiàn)場(chǎng)工作需嚴(yán)格按方案要求執(zhí)行。同時(shí)，懸臂澆筑施工過(guò)程中，由于荷載重量的不斷調(diào)整，導(dǎo)致主梁、主塔的受力及變形一直在作較大的變動(dòng)，增加了施工控制的難度，方案調(diào)整計(jì)算過(guò)程中應(yīng)充分考慮理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際之間可能產(chǎn)生的偏差，提高施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。

3具體實(shí)施方案

3.1仿真計(jì)算分析

計(jì)算采用Midas Civil2006有限元軟件建立全橋三維空間模型進(jìn)行施工過(guò)程計(jì)算，主塔、主梁均采用梁?jiǎn)卧M，斜拉索采用索單元模擬。在橋塔底部設(shè)置節(jié)點(diǎn)彈性支撐來(lái)考慮基礎(chǔ)剛度影響。將交界墩、輔助墩的橫橋向和豎向位移約束，其轉(zhuǎn)角自由，主塔主梁之間采用剛臂連接。塔梁采用C50混凝土，彈性模量取35500MPa，容重取26kN/m3。斜拉索考慮外表面PE的重量，取84.2kN/m3。主要荷載組合為：（1）永久荷載+汽車活載；（2）永久荷載+汽車活載+升溫組合+順橋向風(fēng)；（3）永久荷載+汽車活載+降溫組合+順橋向風(fēng)。圖3為雙碑嘉陵江大橋有限元模型。

圖3計(jì)算模型示意圖3.2配重方案及初張拉力的調(diào)整

為保證雙懸臂非對(duì)稱施工的順利實(shí)施，在控制過(guò)程中需要保證每個(gè)節(jié)段的施工過(guò)程中均需要保證結(jié)構(gòu)的受力安全及穩(wěn)定，所以我們?cè)谟?jì)算分析過(guò)程中制定了以下施工步驟：邊跨箱梁內(nèi)填充部分配重——→澆筑相應(yīng)節(jié)段混凝土——→張拉斜拉索——→填充剩余配重，具體實(shí)施步驟可參見圖4。采用該配重方式既保證了結(jié)構(gòu)的安全，同時(shí)采用箱梁內(nèi)永久配重的方式，避免了臨時(shí)配重和永久配重在箱梁內(nèi)外轉(zhuǎn)換的工作，且整個(gè)配重均在鋼筋綁扎的時(shí)間段進(jìn)行，多種工序可同時(shí)進(jìn)行，節(jié)省了工期。表1為通過(guò)調(diào)整配重施加時(shí)機(jī)及索力張拉計(jì)算出的主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力。

圖4單節(jié)段配重施加及索力張拉示意圖表1結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算

向跨中偏位為負(fù)受壓為負(fù)（單位：Mpa），

主橋低塔岸跨右幅自SS4號(hào)節(jié)段開始設(shè)計(jì)有超高，超高設(shè)計(jì)是由斜腹板水平投影尺寸不變的情況下進(jìn)行豎向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，曲線梁部分節(jié)段斜腹板斜角在不斷變化，要求掛籃底平臺(tái)不變，斜腹板傾角要與之適應(yīng)，為使曲線段施工掛籃平臺(tái)能達(dá)到此目的，需將斜腹板模板支架桁片雙鉸固結(jié)構(gòu)造的下懸桿鉸座拆除而形成轉(zhuǎn)動(dòng)單鉸構(gòu)造，為使施工掛籃受力傳遞明確和掛籃橫向平衡，施工掛籃左幅斜腹板模板支架桁片也應(yīng)做相同的改造處理。掛籃具體改造如下：

（1）將施工掛籃斜腹板模板支架桁片的雙鉸設(shè)計(jì)改為單鉸，并經(jīng)計(jì)算后對(duì)支架桁片進(jìn)行局部加固處理，可以解決曲線梁腹板傾斜超高對(duì)掛籃的影響和曲線梁的扭轉(zhuǎn)偏心對(duì)掛籃的影響。

（2）為克服曲線梁段斜拉索水平分力的影響，在主弧形梁后端反壓吊桿位置增設(shè)橫向限位裝置。前面四根吊桿位置設(shè)鋼套筒，與吊桿抵緊，并埋入混凝土中。尾部四根吊桿位置設(shè)橫向鋼絲繩或5t鏈條葫蘆，在底板橫向相應(yīng)位置留錨固孔，進(jìn)行橫向限位。

根據(jù)計(jì)算分析，掛籃改造后，結(jié)構(gòu)受力和變形影響均滿足施工要求。

圖5掛籃計(jì)算模型示意圖3.4現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及管理

為確保結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的安全，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試小組對(duì)混凝土澆筑前后、配重施加前后、斜拉索張拉前后的主梁位移、主塔偏位、主梁應(yīng)力、主塔應(yīng)力、斜拉索索力、測(cè)試溫度場(chǎng)等進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算值進(jìn)行比較分析，并啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警措施，確保每個(gè)工況均處于安全可控范圍內(nèi)，同時(shí)對(duì)于容易出現(xiàn)偏差的配重塊的施加專門制定施工專項(xiàng)方案，主要如下：

（1）配重砌體在壓重砌筑前應(yīng)進(jìn)行砌體質(zhì)量和重量的專項(xiàng)抽樣檢查，以保證設(shè)計(jì)配重砌筑作業(yè)滿足施工設(shè)計(jì)圖文件的配重要求。

（2）設(shè)計(jì)配重砌體的砌筑作業(yè)安排專人負(fù)責(zé)進(jìn)行。

（3）設(shè)計(jì)配重砌體數(shù)量計(jì)量須有專人進(jìn)行計(jì)量作業(yè)，必須保證計(jì)量的準(zhǔn)確和正確。

（4）設(shè)計(jì)配重的堆砌位置空間應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件進(jìn)行，配重的砌筑方法必須嚴(yán)格遵從設(shè)計(jì)文件，確保配重砌筑的可靠性。

4結(jié)論

（1）重慶雙碑大橋低塔邊跨側(cè)合龍口標(biāo)高偏差為7mm，主塔位移偏差為5mm，實(shí)現(xiàn)了高精度合龍；

（2）邊跨合龍后曲線段各節(jié)段測(cè)點(diǎn)位移偏差均控制在2cm之內(nèi)，使支架段施工改懸臂掛籃施工產(chǎn)生的偏差控制在規(guī)范要求的范圍之內(nèi)；

（3）斜拉橋邊跨側(cè)曲線配重段采用掛籃懸臂澆筑的施工方法難度較大，過(guò)程控制復(fù)雜，是一種非常規(guī)的施工方法，但在本工程中得以成功實(shí)施，為以后在特定條件下需要采用該施工方法的橋梁提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

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