挂篮拆除时间点对连续梁成桥线形影响分析

刘文忠

摘 要：桥梁线性控制是根据已确定的施工方案来实施的，包括各主墩挂篮的安装时间点、挂篮悬灌施工过程、挂篮拆除时间点和拆除位置，都会对成桥线形产生不可忽略的影响。结合某工程实例，建立有限元模型，模拟连续梁悬臂施工全过程，针对施工后期，挂篮拆除时间点变更对成桥线形影响作出定量分析，以期为连续梁施工和线形监控提供相应的参考。

关键词：连续梁 挂篮拆除 时间点 线性控制

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（c）-0040-02

三跨连续梁悬灌施工时，两主墩梁段平行进行，互不干扰。但各主墩施工有先后，进度有快慢，加上现场不确定因素影响，往往导致一主墩悬灌施工较大幅度先于另一主墩完成。这种情况下，往往会将进度较快主墩挂篮回退拆除，挂篮回退位置和拆除时间点均会对连续梁成桥线形产生影响。

1 工程简介

某预应力混凝土连续梁桥，跨径为（80.6+128+80.6）m，全长290.12 m，中支点处梁高9.6 m，跨中及边跨直梁段梁高为5.6 m，梁底下缘按二次抛物线变化。主梁为单箱单室截面，箱梁顶板宽12 m，底板宽7.0 m。顶板厚度除梁端附近外均为450～650 mm，按折线变化；底板厚度520～1200 cm，按二次抛物线变化；腹板厚640～1100 mm，按折线变化。0号梁段长度18 m，普通梁段长度为2.0～3.5 m，合龙段长2.0 m，边跨现浇直梁段长16.45 m。主梁两个边跨现浇段和主墩0#块均采用支架施工，其余梁段均采用挂篮对称悬臂施工。

该桥边跨分为22个梁段，中跨分为41个梁段，1#主墩和2#主墩顶设一节0#梁段长18 m，全梁共85个梁段。桥梁分段图如图1所示。

该桥0#段采用钢管支架，分两次现浇；1#～20#段采用菱形挂篮悬灌，泵送混凝土。边跨现浇段采用支架现浇，边跨合龙段和中跨合龙利用挂篮底桁作吊架合龙。

在梁部及边跨现浇直线段完成后，即可进行合龙施工。合龙顺序为：边跨合龙→解除临时支墩→中跨合龙。

该桥原计划于2011年12月合龙，挂篮拆除于桥梁合龙后进行。由于其他方面影响，合龙工期推后至2012年7月。在桥梁后期悬灌施工中，1#主墩梁段施工快于2#主墩一个月，根据实际进度推算，1#主墩边跨合龙段早于2#主墩一个月完成。施工单位对合龙方案作出调整，计划在1#主墩边跨合龙完成后，提前将挂篮拆除。该项调整对成桥线形是否有不利影响，以及影响有多大，直接决定了调整方案是否可行。

2 研究成果

2.1 计算模型

为研究大跨度预应力混凝土连续梁桥施工后期合龙方案（挂篮拆除时间点）变更对成桥线形的影响，选用桥梁博士3.03专用程序就该桥建立有限元模型。模型的建立分以下几步进行。

（1）合理划分全桥节点、单元，根据分段施工桥梁的梁段数，以及桥梁临时支承、支座等布置情况，划分单元及节点。

（2）正确输入预应力钢束，预应力钢束参数对结构计算结果影响非常大，钢束参数需按照设计图纸编号，对应输入模型，确保输入的钢束参数准确无误。

（3）合理划分施工阶段，施工阶段的定义和划分也是整个模型建立过程中非常重要的内容，因为实际情况有时会产生变化，可能和设计图纸上给定的施工顺序并不完全的一致。因此，应根据施工现场的实际顺序，进行模型的建立。该连续梁桥的划分施工阶段的原则是：0号梁段的浇筑及张拉→安装挂篮→浇筑1号梁段预应力→张拉1号梁段→移动挂篮→浇筑2号梁段→张拉2号梁段预应力→……

（4）约束的模拟，对于采用悬臂施工法建造的预应力连续梁，首先将墩梁固结，即结构最初状态为T构状态，此时，支座被临时锁定，而周围被临时支承约束。对于临时支承与主梁的连接，采用支座刚度模拟的方法。

（5）合龙段施工的模拟，合龙段施工模拟包括合龙方式、临时预应力张拉、挂篮拆除时间、临时荷载大小和作用位置以及合龙束张拉时间等。该桥中，建立原合龙方案模型和预调整合龙工方案模型，进行对比分析。

（6）根据实际情况对模型进行调整，调整的内容包括混凝土的弹性模量、单元的加载龄期、每一施工阶段实际的施工周期等等。

模型三维图如图2所示。

2.2 计算结果

1#主墩梁段原合龙方案和预调整方案成桥线形对比和差值如图3和图4所示。

2#主墩梁段原合龙方案和预调整方案成桥线形对比和差值如图5和图6所示。

根据计算结果，原合龙方案和预调整方案施工挠度有较大差别，最大相差达1.6 cm。已施工梁段标高乃根据原合龙方案确定，若采用预调整方案进行合龙，将对全桥线性产生不利影响，且此影响值超出规范允许值。因此，为了保证全桥线形尽量符合预先计算，实际施工时应按原方案拆除挂篮。

参考文献

[1] 徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2] 张继尧，王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续桥梁[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3] 向中富.桥梁施工控制技术[M].北京：人民交通出版社，2001.

[4] 杨涛，代迟书，冯涛华，等.合龙方案对大跨连续梁桥施工控制的影响研究[J].建材世界，2009，30（3）：97-99.

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