高速铁路连续梁桥悬臂浇筑施工线形控制施工技术

刘吉新

摘 要：高速铁路因其效率高、平顺性好等特点受到公众的青睐，但对其相关建设水平有较高的要求。在高速铁路连续梁桥的施工中，要注意线性控制。

关键词：高速铁路;连续梁桥;悬臂浇筑;施工线形;施工技术

1 高铁连续梁桥施工监控的基本思路

1.1 施工监控的意义和目的

柳坑村诸流河大桥（40+64+40）m为预应力混凝土连续梁桥，采用悬臂施工。该类桥梁的建成要经过一个复杂的过程，施工工序和施工阶段较多，各阶段相互影响，且这种相互影响又有差异，这就造成各阶段的位移随着混凝土浇筑过程变化而偏离设计值的现象，甚至超过设计允许的位移，若不通过有效的施工控制及时发现、及时调整，就可能造成成桥状态的梁体线形不符合设计要求。

在施工过程中，为保证合拢前悬臂端竖向挠度的偏差、主梁轴线的横向位移不超过容许范围、保证合拢后的桥面线形良好，必须对该桥主梁的挠度等施工控制参数做出明确的规定，并在施工中加以有效的管理和控制，以确保该桥在成桥后主梁线形符合设计要求。

1.2 施工监控的原则和方法

本桥的施工监控内容：梁的变形控制，变形控制就是严格控制每一阶段梁的竖向挠度， 若有偏差并且偏差较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一阶段更为精确的施工做好准备工作。

梁部结构采用的悬臂施工方法属于典型的自架设施工方法，对于本桥来讲，由于在施工过程中的已成结构（悬臂阶段）状态是无法事后调整的或可调整的余地很小，所以，针对主梁的结构和施工特点，梁部的施工监控主要采用预测控制法。

1.3 施工控制体系

为有效地开展施工监控工作，在本桥的施工监控中需要建立如图1所示的施工监控体系。

1.4 本桥悬臂施工阶段施工控制的特点

连续梁桥在悬臂施工阶段是静定结构，合拢过程中如不施加额外的压重，成桥后内力状态一般不会偏离设计值很多，因此连续梁桥施工控制的主要目标是控制主梁的线形。若已施工梁段上出现误差，除张拉预备预应力束外，基本没有调整的余地，且这一调整量也是非常有限的，而且对梁体受力不利。因此，一旦出现线形误差，误差将永远存在，对未施工梁段可以通过立模标高调整已施工梁段的残余误差，如果残余误差较大，则调整需经过几个梁段才能完成。

2 施工监控结构计算

2.1 施工控制的计算方法

悬臂施工的连续梁桥梁结构的最终建成需经历一个复杂施工过程以及结构体系转化过程，对施工过程中每个阶段的变形计算和受力分析，是桥梁结构施工控制中最基本的内容。施工监控的目的就是确保施工过程中结构的安全，保证桥梁成桥线形和受力状态基本符合设计要求。为了达到施工控制的目的，必需对桥梁施工过程中每个阶段的受力状态和变形情况进行预测和监控。

2.2 结构分析的目的

（1）确定每一阶段的立模标高，以保证成桥线形满足设计要求;（2）计算每一阶段的梁体的合理状态及内力，作为对桥梁施工过程中的每个阶段结构的应力和位移测试结果进行误差分析的依据。

2.3 本桥施工控制分析

（1）按照施工步骤进行计算，考虑各梁段的自重、施加的预应力、混凝土收缩徐变以及温度的变化等因素对结构的影响，对于混凝土的收缩、徐变等时差实效在各施工阶段中逐步计入;（2）每一阶段的结构分析必需以前一阶段的计算结果为基础，前一阶段结构位移是本阶段确定结构轴线的基础，以前各施工阶段受力状态是本阶段确定结构轴线的基础，以前各施工阶段结构受力状态是本阶段时差实效的计算基础;（3）计算出各阶段的位移之后，根据后续施工阶段对本阶段的影响，进行倒退分析即可得到各施工阶段桥梁结构的合理状态和立模标高;

2.4 立模标高的确定

在主梁的悬臂浇筑过程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁线形是否平顺、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。

立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，一般要设置一定的预拱度，以抵消施工中产生的各种变形（竖向挠度）。其计算公式如下：

式中：

Hlmi — i 阶段立模标高; Hsji — i 階段设计标高;

f1i —由本阶段及后续施工阶段梁段自重在i 阶段产生的挠度总和;

f2i —由张拉本阶段及后续施工阶预应力在i 阶段引起的挠度;

f3i —混凝土收缩、徐变在i 阶段引起的挠度;f4i —施工临时荷载在i 阶段引起的挠度;

f5i —取使用荷载在i 阶段引起的挠度的50%;fgl —挂篮变形值。

其中挂篮变形值是根据挂篮加载试验确定的在施工过程中加以考虑，f1i 、f2i、f3i 、f4i、f5i在前进分析和倒退分析计算中已经加以考虑。

2.5 线形监测

从挂篮的前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如下：

（1）按照预报的挂篮定位标高定位挂篮，测量定位后的挂篮标高;（2）立模板、绑扎钢筋;（3）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;（4）分析测量结果，如需调整，给出调整后的标高;（5）浇筑完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;（6）按《铁路工程检验评定标准》检查断面尺寸，统计梁段混凝土超重的情况;（7）张拉预应力钢筋后，测量所有已施工梁段上的高程测点;（8）分析测量结果，根据上一施工周期梁底标高测量值和应力、温度等测量结果计算、预报下一施工周期的挂篮定位标高。

参考文献：

[ 1] 王柳. 预应力混凝土连续梁桥顶板纵向裂缝研究[ J]. 工程建设与设计，2020，（19）：181-184.

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