侯玉平

（中交一公局西北工程有限公司，西安 710000）

1 引言

連續(xù)剛構(gòu)橋梁是高速公路橋梁項目中的常見結(jié)構(gòu)，線形控制是橋梁懸臂施工中的關(guān)鍵內(nèi)容。為確保連續(xù)剛構(gòu)橋的施工質(zhì)量，相關(guān)人員需要合理計算連續(xù)剛構(gòu)橋的撓度、預拱度，以此加強橋梁線形控制，有效預防連續(xù)剛構(gòu)橋合龍時的各類風險，使其順利合龍，提升我國高速公路橋梁工程建設(shè)水平。

2 工程概況

青海省G213 策克至磨憨公路樂都至化隆段高速公路項目，項目里程為K25+000～K34+740，線路全長9.74 km。雙向4車道高速公路建設(shè)標準，設(shè)計速度80 km/h，整體式路基寬度24.5 m，分離式路基寬度12.25 m。斜溝5 號特大橋主橋采用2×（43+5×80+43）m 懸臂澆筑變截面預應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，主梁采用單箱單室預應(yīng)力混凝土箱梁。

第一聯(lián)連續(xù)剛構(gòu)位于半徑為400 m 的圓曲線及緩和曲線上；第二聯(lián)位于半徑為620 m 的圓曲線上。邊跨梁體分為13段，其長度及分配形式為4 m（0#塊）+7×3 m（1#～7#塊）+4×4 m（8#～11#塊）+2 m（12#塊）+1.8 m（13#塊），其中，12#塊為邊跨合龍段，13#塊為邊跨現(xiàn)澆段。中跨梁體分12 個梁段，其長度及分配形式為4 m（0#塊）+7×3 m（1#～7#塊）+4×4 m（8#～11#塊）+2 m（12#塊），其中12#塊為中跨合龍段，如圖1 所示。

圖1 中跨立面構(gòu)造圖

3 影響連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工線形控制的因素

1）橋梁結(jié)構(gòu)系數(shù)具體包括連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)的材料彈性模量、結(jié)構(gòu)預應(yīng)力、截面大小、荷重等，其準確性會直接影響橋梁的線形控制。

2）施工工藝水平及其與橋梁線形控制的契合度同樣會影響控制目標的實現(xiàn)。比如，構(gòu)件安裝施工工序存在偏差會導致施工過程中線形控制不到位。因此，確定施工工藝時，還應(yīng)提前分析非理想狀態(tài)下的施工方案[1]。

3）施工監(jiān)測具體指對連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工中的應(yīng)力、變形進行監(jiān)測，是線形控制的關(guān)鍵內(nèi)容，若橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測數(shù)據(jù)不真實，會導致控制分析中的誤差風險增加。

4）由于溫度會直接影響連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)的受力情況，所以，在監(jiān)測橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)時，需要考慮溫度差引發(fā)的橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化，確保線形控制的有效性。

4 連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工預拱度計算

對于采用懸臂箱梁的連續(xù)剛構(gòu)橋梁工程，往往需要通過控制預拱度的方式進行線性控制工作。通過合理設(shè)置預拱度，可以預防橋梁結(jié)構(gòu)在活載、收縮徐變后出現(xiàn)應(yīng)力損失問題，影響橋梁線形。與此同時，設(shè)置預拱度時，還應(yīng)確定施工作業(yè)中的調(diào)整值，以此減少連續(xù)剛構(gòu)橋施工中溫度、掛籃變形對橋梁線形產(chǎn)生的不利影響。

1）相關(guān)人員可按照經(jīng)驗公式、有限元軟件計算成橋預拱度，隨后結(jié)合余弦曲線、二次拋物線分別確定各個施工環(huán)節(jié)中的預拱度值。

2）連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工過程中，調(diào)整值包括溫度、掛籃變形、橋梁撓度的修正值。其中，溫度修正是在線形控制過程中，結(jié)合溫差對橋梁懸臂撓度所產(chǎn)生的影響，可以減少溫度變化在橋梁線性控制中引起的誤差。掛籃變形是指連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工中，各節(jié)橋梁結(jié)構(gòu)因混凝土自重而出現(xiàn)的變形參數(shù)。撓度修正是在量測橋梁懸臂標高時，實際數(shù)值與標準值存在誤差，部分施工人員為加強線形控制會人為控制該誤差。

5 連續(xù)鋼構(gòu)橋梁施工中線形控制方案

5.1 測定線性控制參數(shù)

1）通過掛籃荷載試驗，測定施工過程中掛籃變形值。完成掛籃拼裝作業(yè)后，相關(guān)人員可采用預壓法進行掛籃荷載試驗。試驗過程中，施工人員可在橋梁梁段加載預壓塊，計算施工時掛籃的彈性變形值、非彈性變形值。加載時可采用分級加載方式，測出不同荷載下掛籃變形值，繪制掛籃的荷載與撓度關(guān)系曲線，為施工中線形控制提供參考數(shù)據(jù)。

2）測定人員、設(shè)備、掛籃的自重等施工過程中的臨時荷載，以及連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)中箱梁混凝土的彈性模量和容重。線形控制時，測定混凝土彈性模量有利于掌握混凝土彈性模量E隨時間t的變化規(guī)律，繪制E-t曲線。測定方法是用萬能實驗機現(xiàn)場取樣，分別測定混凝土澆筑7 d、14 d、28 d、60 d 后的E值，以此繪制E-t曲線。容重測量同樣需要現(xiàn)場取樣測定。

3）分別測定施工中橋梁的預應(yīng)力損失、混凝土收縮量、徐變情況以及溫度，然后按照掌握的所有參數(shù)計算預拱度。連續(xù)鋼構(gòu)橋梁施工中預應(yīng)力損失主要指縱向預應(yīng)力鋼絞線的管道摩阻損失，即施工引起的懸臂撓度?；炷潦湛s、徐變應(yīng)通過現(xiàn)場取樣的方式測定，分別應(yīng)獲取7 d、14 d、28 d、90 d 的收縮徐變系數(shù)。溫度不僅包括梁體的溫度變化，還包括環(huán)境溫度變化。箱梁預拱度計算則由專業(yè)程序計算得出。

5.2 控制懸臂箱梁施工撓度

懸臂箱梁施工撓度是連續(xù)鋼構(gòu)橋梁施工中線性控制的核心內(nèi)容。相關(guān)人員可結(jié)合預拱度、懸臂箱梁設(shè)計標高，計算施工過程中待懸臂區(qū)域的立模標高，然后以此為標準完成標高立模作業(yè)。觀測撓度時，相關(guān)人員可成立專業(yè)的測量小組，使其在懸臂箱梁混凝土澆筑前后、預應(yīng)力張拉前測定并記錄懸臂撓度變化，為成橋線形控制提供依據(jù)。每梁段施工結(jié)束后，施工人員可整理出撓度曲線，分析線性控制時，調(diào)整施工應(yīng)調(diào)整的偏差值，確保箱梁懸臂區(qū)域合龍精度，以及成橋橋面線性控制的可靠性。此外，合龍前相關(guān)人員還應(yīng)聯(lián)測合龍段兩側(cè)尾端的2～3 個梁段，以此控制合龍精度。

測定懸臂箱梁施工撓度時，相關(guān)人員可通過高程監(jiān)測的方式獲取相關(guān)線形控制參數(shù)。比如，在青海省G213 策克至磨憨公路樂都至化隆段高速公路項目中，相關(guān)人員分別在每個箱梁梁段上布設(shè)3 個高程控制點，高程控制點分別位于頂板中線、斷面橋梁兩側(cè)，用于監(jiān)測箱梁施工過程中的懸臂撓度、箱梁扭轉(zhuǎn)變形值。箱梁頂部的觀測點則是通過預埋φ16 mm圓鋼的方式布置高程控制點，預埋圓鋼應(yīng)露出箱梁混凝土表面20 mm。

觀測過程中，可直接使用電子水準儀進行高程測量工作，測量時間一般在溫度變化較小的時段中。具體測量步驟包括：現(xiàn)場高程測量→數(shù)據(jù)的整理于分析→調(diào)整模板標高預抬量→現(xiàn)場高程量測。其中，現(xiàn)場高程量測包括設(shè)置混凝土澆筑前模板標高、復測混凝土澆筑后模板標高，以及量測混凝土澆筑后，施加預應(yīng)力的前梁頂高程。

5.3 加強懸臂施工中線控制

在連續(xù)剛構(gòu)橋施工中進行線形控制時，還應(yīng)加強懸臂施工中的中線控制。以青海省G213 策克至磨憨公路樂都至化隆段高速公路項目為例，0#段施工結(jié)束后，施工人員可用全站儀將箱梁的中心線放置在0#段上，然后聯(lián)測箱梁段未施工前的中心點、兩墩0#段上放置箱梁后的中心點，確認各箱梁中心點處于線形控制時的誤差精度范圍內(nèi)。

之后，測量施工過程中的箱梁中心線。施工人員可基于正倒鏡分中法，先將全站儀安置在0#塊的中心點，后視另一墩0#段中心點，測量箱梁中心線。為避免各箱梁段施工誤差持續(xù)累積，相關(guān)人員在測量過程中，以0#段中心點作為基點以及各箱梁施工段拉距，拉距超過鋼尺的有效范圍后，重新選擇基點。在此過程中，順橋方向的線形監(jiān)測點則可根據(jù)主梁梁段劃分進行布設(shè)。

5.4 重視懸臂箱梁應(yīng)力檢測

1）使用智能型溫度振弦式混凝土應(yīng)變計監(jiān)測箱梁混凝土中預埋的檢測點，應(yīng)變計導線引出混凝土面后，還應(yīng)保護好導線。測量過程中可借助頻率接收儀測定、記錄設(shè)備的頻率，然后將其換算成應(yīng)變值，以此測出測點位置混凝土的應(yīng)力。

2）布設(shè)應(yīng)力測點時，相關(guān)人員可分別在連續(xù)剛構(gòu)橋中的T 構(gòu)懸臂根部、主跨L/4、L/2 處（L為跨度）等關(guān)鍵截面布置測點，測點需要避開合龍段。需要注意的是，由于實際施工中混凝土結(jié)構(gòu)自重、掛籃剛度、施工荷載同樣會影響測點的應(yīng)力，所以，還應(yīng)結(jié)合懸臂箱梁結(jié)構(gòu)的實際狀況，適當調(diào)整某些截面的測點位置。

3）保證合龍精度是連續(xù)剛構(gòu)橋線性控制的關(guān)鍵，所以，在檢測懸臂箱梁應(yīng)力時，還應(yīng)重視梁體斷面尺寸的控制，確保梁體的結(jié)構(gòu)尺寸滿足設(shè)計要求。因此，在設(shè)計掛籃模板時，相關(guān)人員應(yīng)合理控制模板中結(jié)構(gòu)的搭接長度，并將橫向?qū)瓧U設(shè)置在待澆梁段尾，保障各節(jié)塊間接縫平順性?；炷翝仓昂?，施工人員還應(yīng)認真復核，加強梁體結(jié)構(gòu)尺寸的控制。

5.5 掛籃變形控制

掛籃變形控制是連續(xù)剛構(gòu)橋施工中線形控制的核心。相關(guān)人員可通過掛籃預壓的方式獲取掛籃變形值，有效地對剛構(gòu)橋施工進行線形控制。具體來說，掛籃預壓可檢驗掛籃整系統(tǒng)在不同工況下的受力情況，使掛籃施工作業(yè)能夠在安全的情況下有序完成。掛籃預壓的基本原理是通過測量掛籃在各級靜力試驗荷載作用下的變形值，幫助施工人員在橋梁施工中進行線形控制，并在調(diào)整掛籃設(shè)計、施工參數(shù)后，消除掛籃吊帶、主桁、底籃的非彈性變形，控制各級荷載下掛籃位移。

青海省G213 策克至磨憨公路樂都至化隆段高速公路項目中，相關(guān)人員在連續(xù)剛構(gòu)橋施工中按照最不利荷載工況對懸澆梁段的掛籃進行變形控制，該梁段的混凝土方量為43.8 m3時，自重荷載最大，所以，可以確定梁段屬于掛籃預壓荷載控制梁段。相關(guān)人員可借此模擬混凝土澆筑過程中的掛籃受力狀態(tài)。布設(shè)掛籃變形監(jiān)測的測點時，施工人員應(yīng)分別在后錨梁、前上橫梁、前下橫梁、后下橫梁等區(qū)域布設(shè)；掛籃前上、前下橫梁、后下橫梁需要兩個測點。觀測完畢后，相關(guān)人員可按照實測數(shù)據(jù)，繪制各測點荷載、變形曲線，計算確定掛籃彈性變形值，調(diào)整掛籃底模標高，指導掛籃施工。

6 結(jié)語

綜上所述，相較于其他橋梁結(jié)構(gòu)，連續(xù)剛構(gòu)橋施工作業(yè)較為復雜。但是為保證連續(xù)剛構(gòu)橋施工質(zhì)量，還應(yīng)加強剛構(gòu)橋線形控制，準確計算、分析橋梁設(shè)計參數(shù)，將懸臂施工、掛籃中的風險控制在最小范圍內(nèi)。對此，相關(guān)人員可結(jié)合連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計方案，深入分析已知參數(shù)，制訂更可靠的線形控制方案，為橋梁施工提供有價值的參考信息。