浅谈曲线上预应力混凝土连续梁挂篮施工线形监控技术

贺星亮

【摘要】客运专线铁路曲线上预应力混凝土连续梁成桥后线形及内力状态是影响桥梁安全、质量的重要因素，施工全过程必须对每一施工梁段的中线、高程及预拱度等，进行严格监测和控制，本文从线形监控的目的和任务、线形监控的基本原理和程序、主梁线形监控流程等方面介绍监控技术要点，确保成桥线形符合要求。

【关键词】曲线；连续梁；挂篮；线形；监控

1.工程概况

大西客专左线太钢特大桥1#～4#墩台为单线32+48+32m后张法预应力钢筋混凝土箱型连续梁，该连续梁位于R=600m、i=+30‰的曲线上。梁体边支座中心至梁端0.6m，全长113.2m，梁高沿纵向按二次抛物变化，中支点梁高3.5m，边支点及跨中梁高2.5m，中跨跨中直线段长8.4m，边跨直线段长12.8m。梁体截面采用单箱单室直腹板形式，顶板厚度除梁端附近外均为32cm，腹板厚45～60～70cm，底板由跨中的40 cm按二次抛物线变化至根部的60cm。顶板宽度7.2m，底板宽度3.8m。

2.施工方案

本桥各T构箱梁， 除0#块、1#块和边跨直线段为支架现浇外， 其余梁段分别以2#、3#主墩作T构， 采用4只菱形挂篮对称悬臂逐段浇筑。0#块节段长度为6m，1#块节段长度为3m，2#～6#块悬臂浇筑段节段长度均为3.45m，边跨、中跨合拢段节段长度为1.5m，边跨直线段节段长度为7.85m。边跨合拢段采用支架现浇施工、中跨合龙段采用吊架模板施工。主要施工顺序：主墩0#块、1#块支架现浇→主墩2#块～6#块悬臂对称浇筑→边跨直线段支架现浇→边跨合龙段现浇→解除主墩处的临时固结→中跨合龙段悬吊支架现浇→体系转换（张拉合龙钢束）→桥面系二期恒载施工。

3.线形监控的目的和任务

根据连续梁施工实际工况跟踪监测取得的真实施工结构参数，运用预控制技术及时进行施工阶段线形计算，对梁体结构的未来状态做出预测，确定每一悬浇梁段立模高程，并在施工过程中依据施工监测成果，对施工偏差进行分析、识别、预测后对下一施工梁段的立模板高程进行调整，以此来保证每一悬浇梁段和合拢段的两悬臂端中线及高程偏差符合相关规定，保证成桥线形和结构内力状态符合设计要求。

4.线形监控的基本原理及计算程序

连续梁桥的施工监控是一个“预告→施工→测量→识别→修正→预告”的循环过程。施工监控中最基本的原则是确保施工过程中大桥结构的安全，在大桥施工过程安全性满足要求的前提下，再对大桥施工过程中结构的线形进行控制，确保大桥最终线形满足预期目标。

以施工预拱度计算作为每一梁段立模高程计算依据和全桥线形控制依据。施工预拱度应考虑的几个因素：设计预拱度、在荷载作用下已施工梁段的变形、挂篮在荷载作用下的弹性变形、混凝土预施应力和收缩、徐变引起的挠度、施工时温度变化引起的挠度等。根据计算提供梁体各截面的最终挠度变化值（即竖向变形），设置施工预拱度，据此调整每块梁段模板安装时的前缘标高，悬臂浇筑n号梁段合拢侧（前端）施工立模高程Hn应考虑下列因素计算确定：

Hn=An+Bn+Cn±Dn

式中 An——n号梁段前端设计高程；

Bn——n号梁段前端计算挠度；

Cn——n号梁段前端预计挂篮变形值；

Dn——n号梁段前端高程调整值，包括考虑模板间隙、支架沉降、（n-1）號梁段高程偏差调整值、计算与实际挠度差值调整值等；

5.支架及挂篮预压控制

5.1支架预压控制

支架预压荷载取支架所承受最大施工荷载的110%，预压按支架最大施工荷载的60%、100%、110%分三级进行，荷载分布与支架施工荷载分布一致，加载及卸载按照对称、分层、分级的原则进行。支架预压完成后，根据监测数据计算分析基础沉降量和支架弹性变形量、非弹性变形量及平面位移量，评价支架安全性和确定立模标高。

5.2 挂篮预压控制

挂篮使用前，对制作及安装质量进行全面检查，进行走行性能试验并按设计要求进行静载试验，按最大施工荷载的1.2倍进行静载试验，消除挂篮在加载状态的非弹性变形并测量挂篮的弹性变形值，以便合理设置悬臂浇筑梁段的立模高程。挂篮静载试验应模拟最大现浇梁段施工荷载分布情况，分级进行加载。每级加载完毕1h后，测量挂篮变形值。测点布置在前后支点、上下横梁、后横梁等部位的两侧及中部相应位置。全部加载完毕后，每隔1h测量一次每个测点变形值，连续预压4h，当最后测量时间段的两次变形量之差小于2mm时即可结束。按分级加载的相同重量逐级卸载并测量各级卸载后的变形量。根据加卸载实测数据，绘制各测量点的加、卸载过程变形曲线，通过分析计算挂篮在各个阶段荷载作用下的变形值。

6.主梁线形监控

6.1测点布置

施工过程中，跟踪监测挂篮走行前后、混凝土浇筑前后和预应力张拉前后六种工况时已施工及在施工梁段的高程变化情况，与理论计算值进行比较分析，合理调整确定下一施工梁段的施工立模高程。每节段截面设置5个测点，分别为顶板两侧翼缘板距梁边线10cm处，顶板中心，底模板距腹板边缘10cm处。如下图

6.2线形监控具体流程

6.2.1桥墩及0#块施工阶段

建立沉降观测测点的初始值；浇筑0#段混凝土前预埋支架钢管应力测试传感器；按施工控制小组提供的0#块底面立模标高浇筑0#块，测量结果报施工控制小组；建立墩顶水平位移测点的初始值；在0#块拼装挂篮；挂篮预压试验，向施工控制小组提供挂篮预压试验变形结果；立模绑扎1#块钢筋。

6.2.2循环悬臂浇筑阶段

从挂篮的迁移定位至预应力钢束张拉完毕是本桥施工的一个周期，每个周期中有关施工控制的步骤：按照预报的挂篮定位标高定位挂篮，由施工单位测量定位后的挂篮标高，经监理签认后向控制小组提供挂篮的定位测量结果；立模板、绑扎钢筋；浇筑混凝土前，测量所有已施工梁段上的高程测点，复测挂篮定位标高，墩顶的水平位移，经监理签认后报施工控制小组；施工控制小组分析测量结果，如需调整，给出调整后的标高；浇筑混凝土后第二天测量所有已施工梁段上的测点标高，测量本梁段端部梁底和预埋在梁顶的测点标高，建立测点与梁底标高的关系，经监理签认后提供施工控制小组；浇筑完混凝土后第二天测量本节段上的箱梁顶面标高，建立测点与梁底标高的关系，经监理签认后提供施工控制小组；检查断面尺寸，提供给施工控制小组并向施工控制小组提供梁段混凝土超重的情况；张拉预应力钢筋后，测量所有已施工梁段上的高程测点，经监理签认后提供施工控制小组；施工控制小组分析测量结果，根据上一施工周期梁底标高测量值预报下一施工周期的挂篮定位标高。

6.2.3合龙及合拢后阶段

悬臂浇筑完成后拆除全部挂篮，同时现浇边跨现浇段；测量全桥测点标高；安装合拢吊架及模板，但不得与主梁紧固；合拢段压重，必要时根据标高调整压重的重量；标高调整完毕后，在低温时焊接合拢临时劲性骨架，紧固模板，绑扎纵向钢筋的另一端，张拉临时合拢预应力；浇筑合拢段混凝土，同时卸载压重；测量合拢段预应力钢筋；拆除合拢吊架；张拉边跨合拢段预应力钢筋；拆除合拢吊架；测量合龙点标高、未合拢跨悬臂端标高；按上述过程合拢另外几个合拢段；全桥测点联测，按网络测量桥面标高，提供施工控制小组；将施工控制测点转移至桥梁两侧；施工控制小组协助提供桥面铺装标高，进行桥面铺装；全桥测点联测，数据报施工控制小组；施工控制小组提供施工控制报告。

7.结束语

客运专线预应力混凝土连续梁对施工精度要求很高，通过对连续梁挂篮施工的全过程进行逐步细化并严密监控，保证成桥后的线形及内部受力要求。施工过程中严格执行线形监控的循环控制流程，极大限度的满足了设计要求。通过本桥的施工实践，验证和改进了线形监控原理和监控程序，可供同类型工程参考。

参考文献

[1] 李东明.连续箱梁挂蓝施工线型控制方法[J].山西建筑，V0l.33 No.3 Jan.2007.

[2]孙学先，杨子江，刘风奎.预应力混凝土曲线连续梁刚构桥梁悬灌施工中线型控制方法[J].土木工程学报，Vol 32 No.4 Aug.1999.

[3]铁道部经济规划研究院.铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南（TZ324-2010）