连续刚构桥施工控制

摘要：连续刚构桥是一种结构合理的桥式，支点的负弯矩和柔性墩的作用极大的降低了跨中正弯矩的数值，此种桥式能使混凝土和预应力钢绞线材料充分发挥各自的特长。文章结合一工程实例，对采用分节段悬臂浇筑施工的连续刚构桥梁结构施工控制进行了研究，提出了切实可行的控制方法。对施工中以及成桥后温度应力的影响进行了专门考虑，增设附加预拱度，合龙前两悬臂端误差小，合龙后桥面线形平顺。此外，重点介绍并讨论连续刚构桥施工控制的关键技术及应该注意的问题,对于提高连续刚构桥施工质量有较好的借鉴作用。

关 键 词：连续刚构桥；施工控制；悬臂施工；收缩徐变；温度应力

The Construction Monitoring of Continuous Rigid Frame Bridge

Abstract: Continuous rigid frame bridge is reasonable for its style , the minus bearing moment and the influence of flexible pier decrease the bearing moment of midspan, which enables the concrete and steel strand play the best role. By taking a bridge as a example, the paper analyzed the construction monitoring of continuous rigid frame bridge projected by cantilever construction method and presented feasible monitoring method. The thermal stress in all stages was considered to determine the camber, as a result, the closure error was tiny and the line shape was smooth when finished. Besides, the key technology and problems which should payed attention about construction were introduced. In conclusion, the paper has useful reference to improve the construction quality of continuous rigid frame bridge.

Key words: continuous rigid frame bridge, construction monitoring, cantilever construction, shrinkage and creep, thermal stress

中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：

1 工程概况

主桥桥式为50m+80m+50m预应力混凝土变截面连续刚构桥，全长180m，桥分左右两幅。箱梁顶板宽14.5m,底板宽7.0m，箱梁根部梁高4.5m，跨中梁部高2.2m，其间梁高按二次抛物线变化。采用纵、横、竖三向预应力体系。箱梁顶板厚为0.25m，底板厚由跨中0.25m变化至根部0.55m，腹板厚0.7～0.5m，翼板长度3.75m；0#块长7.0m。箱梁悬臂端分9个悬臂浇筑段，节段长度为3.5m和4.0m两种，主桥边跨现浇段长8.96m，边、中跨合龙段长为2.0m。

2 施工控制理论计算

本文采用桥梁结构分析系统BSAS和MIDAS两种软件对主桥各施工阶段的内力、应力及预拱度进行了较详尽的分析，所得结果基本一致。

预应力混凝土连续刚构桥在建成几年后，在其最不利荷载位置会产生较大的附加挠度，这首先会给人一种不安的感观，它不但会导致行车困难，而且容易使桥面铺装层和结构的辅助设备遭受破坏，严重时甚至会危及桥梁的安全。因此必须设置合理的预拱度，以确保结构成桥线形。

预拱度为抵消梁、拱、桁架等结构在荷载作用下产生的位移(挠度),而在施工或制造时所预留的与位移方向相反的校正量。预拱度计算公式为:

ygi = - ( fi + fiy + Fi + fim )

式中: ygi 为i点的预拱度；fi为受徐变、收缩、温度、结构体系转换、二期恒载、活载等影响,系在i点产生的挠度计算值之和；fiy为本施工阶段及以后各施工阶段,张拉预应力束对点挠度影响值之和；Fi 为本施工阶段及以后浇筑的各梁段自重、施工临时荷载,对点挠度影响值之和；fim表示挂篮变形,通过挂篮加载试验和现场实测调整得出。本桥在BSAS的计算结果基础上，根据现场实测情况，对每一浇筑块设置适当的附加预拱度，以此来合理地预估收缩徐变的后期变形量。有限元模型将全桥结构离散成64个结点，63个单元，主梁为47个单元，共划分为37个施工阶段。结构计算简图如图1。

图1 结构结算简图

Fig.1 Calculating diagram of the bridge

3 线形控制

在刚构桥悬臂施工的过程中，线形控制尤为重要，它是保证桥梁顺利合龙的关键。为保证成桥线形符合预定目标，在主梁的施工过程中需设置预拱度。预拱度的设置以理论计算为基础，结合实际测量的主梁变位，考虑施工过程中混凝土的实际容重、收缩、徐变，预应力效应、挂篮荷载的移动，桥面临时荷载、体系转换，日照温差等多方面的影响，科学合理地设定预拱度。

主跨连续梁采用挂篮悬臂浇筑梁体的1＃～9＃块，在施工过程中，挂篮将承受施工设备和现浇节段混凝土的全部重量，为了对挂篮的强度、刚度和稳定性进行评价，验证挂篮的安全性，并获取挂篮在荷载作用下的变形数据及规律，以便准确设置预抛高量，保证梁体线形，需对挂篮进行设计荷载120％的预压试验，以消除其非弹性变形，获得各标段荷载作用下的弹性变形值，为预拱度的设置提供科学依据。挂篮预压试验在右幅10＃墩上实施，此时挂篮安装在0#块上。预压荷载以重量最大的2#块混凝土的重量进行模拟加载，荷载的布置形式尽量与实际荷载分布吻合，以保证试验的可靠性和准确性。

图2 挂篮加载试验测点示意图

Fig.2 sketch map of the test point on the bracket for load test

挂篮预压试验共设6个观测点，主桁设置3个，底篮前托梁上设置3个，各观测点变形情况见图3.

图3 挂篮各测点变形情况

Fig.3 The displacement of measuring points on the bracket

试验结束后，结合以上数据计算可得，弹性变形为：0.14mm/t，非弹性变形为：11.08mm，结合挂篮外观的检查情况，验证了挂篮的安全性和可靠度，给后续阶段的施工提供了科学的安全保障。

在获取挂篮的变形规律后，结合有限元模型，对每一悬臂段浇筑后悬臂段的变形进行预估，即提供合理的立模标高以保证桥梁线形。在各个施工阶段，应注意以下问题：