悬臂浇注连续梁线形控制技术

■安 璐 ■太原理工大学，山西 太原 030024

采用挂篮作为施工设备的悬臂浇注连续梁桥的施工过程中，悬臂浇注的每个节段的立模标高并不仅仅是设计标高，而是要综合考虑以上因素的影响而设置一定的预拱度。桥梁预拱度的设置除了考虑常规的结构自重和施加预应力的一期恒载、桥梁合龙体系转换后的二期恒载、次应力和活载外，还要考虑一下两点:第一，挂篮在施工过程中固定在先完成的节段上，它的自重也使结构产生变形，但在挂篮拆除后，又使原来的变形得到恢复;第二，挂篮设备上伸出的悬臂，又因浇注混凝土时结构质量不断增加而使自身产生挠曲变形，从而导致永久性结构发生同样的变形，而且这部分变形在挂篮拆除后是不能得到恢复的。现在的施工过程中，施工单位一般都会委托专业的线性监控单位对桥梁线性进行全程施工监控，施工监控是一个施工→量测→识别→修正→预告→施工的循环过程。在这个循环中，施工单位要在线性监控单位的辅助下，通过在施工过程中对桥梁结构进行实时监测，根据检测结果，评估个主要施工阶段各主要结构的变形是否设计要求，判断施工过程是否安全，结构是否正常工作;当出现较大误差时，应对结构进行误差调整，并对设计的施工过程进行重新安排，从而保证桥梁建成时最大可能的接近理想设计状态，同时也确保施工期间的结构安全、施工质量和施工工期。

1 梁段立模标高的确定

在主梁的挂篮现浇施工过程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。如果在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终桥面线形较为良好;如果考虑的因素和实际情况不符合，控制不力，则最终桥面线形会与设计线形有较大的偏差。

众所周知，立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，总要设一定的预抛高，以抵消施工中产生的各种变形(挠度)。其计算公式如下:

Hlmi=Hsji+Σ f1i+Σ f2i+f3i+f4i+f5i+fgl

式中:Hlmi—i位置的立模标高(主梁上某确定位置);

Hsji—i位置的设计标高;

Σ f1i—由梁段自重在i位置产生的挠度总和;

Σ f2i—由张拉各预应力在i位置产生的挠度总和;

f3i—混凝土收缩、徐变在i位置引起的挠度;

f4i—施工临时荷载在i位置引起的挠度;

f5i—二期恒载在i位置引起的挠度;

fgl—挂篮变形值。

其中挂篮变形值是根据挂篮加载试验，综合各项测试结果，最后绘出挂篮荷载——挠度曲线，进行内插而得。而Σ f1i、Σ f2i、f3i、f4i、f5i五项由线性监控单位的前进分析中加以考虑。沪杭客专跨A7高速连续梁在1#段施工过程中，线性监控单位给出的预拱度为2.2cm，即为Σ f1i、Σ f2i、f3i、f4i、f5i之和，而施工单位根据挂篮加载实验得出的挂篮荷载——挠度曲线，按照1#段的梁体重量内插得出挂篮变形值为1.5cm，因此，1#段的实际立模标高应为:

Hlmi=Hsji+0.022+0.015

2 悬臂浇注主梁施工各工况控制测量

2．1 主梁每一节段悬臂浇注施工过程中，施工单位应进行以下工况的高程控制测量

(1)挂篮就位后，调整模板标高。当主梁当前悬浇节段的施工挂篮初步就位后，根据箱梁节段立模标高，安装底模、侧模和顶板内模，采用水准仪监测，通过调整挂篮前吊杆高度等方法使底模标高、侧模标高、顶板内模标高要求，误差应控制在±10mm范围内。(2)箱梁混凝土浇筑前，测定混凝土浇注标高。在挂篮就位后，通过水准仪已按照立模标高调整好底模、侧模和顶板内模标高，但由于端头模板存在加工误差和安装误差，以及梁面排水要求设置横向坡度，因此要求在浇注混凝土前测定梁段端头模板的标高，并与梁面立模标高对比，给出混凝土浇注高度和收面线形。一般在梁段端头模板横截面上选取两侧和中线处以及所有变坡点进行测定。(3)浇筑梁段混凝土后。梁段混凝土浇注完成后，应对已浇梁段的标高按预埋高程测点进行高程测量。高程观测点一般以箱梁中线为准对称布置，在一个横截面上布置3～5个观测点。沪杭客专跨A7连续梁在施工过程中，采用如图1预埋测点布置。

图1 悬浇梁段测点布置示意图(单位:cm)

测点可以采用预埋钢筋、沉降观测标等设置，要求预埋牢固并加以保护，在施工过程中不得损坏和覆盖。混凝土浇注完成后测量得出的标高，与设计标高对比后，是确定下一节段的立模标高的重要依据。若该标高出现和设计标高相差较大情况，应查明原因，并在下一节段的立模标高中作出调整;该标高在排除浇注混凝土过程中的误差后，与立模标高进行对比得出差值也是对立模标高计算中采用的Σ f1i、f3i、f4i、f5i、fgl的数值是否合理的一种校核，作为下一节段立模标高确定的参考。(4)纵向预应力钢束张拉后。应复测高程观测点的标高，用于确定纵向预应力钢束张拉过程中梁体产生的竖向挠度。由于悬臂浇注是分节段浇注分节段张拉，后一节段纵向预应力钢束的张拉对前一节段混凝土也会产生竖向挠度，因此某单一节段张拉后测量得出的梁体因张拉产生的竖向挠度只是立模标高计算中采用的Σ f2i一部分，不能因为实际测定的单一节段梁体竖向挠度小于Σ f2i而在下一节段的立模标高计算中调小Σ f2i的数值，应综合考虑张拉所有预应力钢束可能产生的挠度确定下一节段立模标高计算的Σ f2i数值。

2．2 影响控制测量误差的因素处理

(1)温度。温度是影响主梁挠度的主要因素之一。温度变化包括季节温度变化和日照温度变化两类。在这两类温度变化中，季节温差对主梁挠度的影响比较简单变化具有均匀性，而日照温差的变化最为复杂，尤其是日照作用会引起主梁顶板、底板的温度差，导致主梁发生挠曲。为了克服温度变化所引起的变形影响，固定观测时间比较重要，一般应选择在清晨日出之前完成外业测量。另外，主梁浇筑混凝土后也应在次日的清晨测量变形。

(2)观测误差。为了消除观测误差的影响，悬臂浇注施工中挠度变形观测一般以闭合水准路线的形式进行观测。悬臂浇注连续梁施工，由于采用分节段浇注，后期还存在体系转换问题，准确控制各个节段的高程系统极为重要。只有在实际施工过程中，严格、准确地对每一节段的各个工况条件下的高程系统进行严密监控，才能有效保证桥梁建成时最大可能的接近理想设计状态，同时也确保施工期间的结构安全、施工质量和施工工期。