浅谈连续刚构T型箱梁线形施工控制方法

摘要：桥梁的建成要经历复杂繁琐的施工过程，结构体系也将随着施工阶段不同而不断发生变化。在具体的施工过程中，准确定位施工中梁体顶面、底面标高和纵横向位置，并将其与理论值进行比较，找出其偏差值后对偏差进行分析研究，然后找出修正值，作为指导下一梁段施工的依据。

关键字：桥梁，线形施工控制，施工方法

一、工程简介

拉会高架大桥位于广西六寨至河池高速公路№8合同段侧岭乡境内，该桥是六河路全线最长、最高、最弯的大桥，属于弯桥，跨越全桥纵轴线由两条曲线段组合而成，半径分别为R=420m（全线半径最小）及R=540m，纵坡为-4%，超高横坡为6%。该桥引桥上部结构采用预应力混凝土（后张）T梁，先简支后连续，主桥采用现浇混凝土预应力连续刚构，左幅共4联19孔：5×30m＋5×30m＋(60m＋2×110m＋60m)＋5×40m，左幅全长836.1978m；右幅共6联25孔：5×30m＋5×30m＋(60m＋2×110m＋60m)＋4×40m＋4×30m＋3×30m，右幅全长1021.6m；桥梁净宽：2×净11.00m。主桥墩身为矩形变截面空心薄壁（顶部为7m×7m，顺桥向坡比为100:1），壁厚为90cm；交界墩身为5.8m×3.3m矩形等截面空心薄壁，壁厚60cm。全桥共3跨，单箱单室，顶板厚度0.28m，翼板外延厚度0.2m，腹板厚度0.75m。施工截段3m～4.4m不等，挂篮施工阶段锚固在腹板竖向预应力精扎螺纹钢上形成刚性铰接整体结构。

二、施工控制测点布置及观测时间：

在已浇筑完毕的梁段端部的砼顶部，离梁段接缝约10cm处，分别在左、右腹板上、箱梁中部及翼缘板边缘位置分别埋设Φ16短钢筋，每一块箱梁布5点，埋设的钢筋与箱梁第一个箍筋焊接牢固，顶部打磨光滑，顶面高度比本梁段测点处的施工立模标高高出10mm～20mm，钢筋头涂上红油漆。腹板上的两个观测点作为挠度主要观测点，而桥轴线点作为辅助观测点，两翼板上的两个点作为模板安装及横坡控制点。

根据施工中积累的数据分析，温度影响主要是日照影响立模放样和日常测量，因此放样与日常测量宜安排在早晨8点以前（最好能用温度计记录当时的温度，尽量使前后几个工况的观测温度相近，使温度日照对观测结果的影响到最小），否则必须进行修正，并且每天将已浇完的梁段控制点进行复测后进行数据汇总，观察变化，分析原因，并及时调整立模标高。

三、模板标高计算

大桥施工控制的具体方法是采取参数识别法，形成施工、量测、识别、修正、误差预测、调整、施工的循环过程。其中自适应法（参数识别）是使控制的期望值能够反映实际结构状况。

模板的安装标高＝设计标高＋设计预拱度值＋弹性变形值＋非弹性变形值。弹性变形值含挂篮变形及张拉后的箱梁的变形（张拉后向上翅）。非弹性变形值只在1号块时考虑，其它块不再考虑。

四、线形控制的具体实施方法

（1）、在第N#梁段混凝土灌注前，精确测量该梁段端头测点的标高(即为端头测点处的顶板施工立模标高)H1。

（2）、在第N#梁段混凝土灌注硬化后，精确测量该梁段端头测点的标高H2。

（3）、在第N#梁段纵向预应力束张拉前，精确测量该梁段端头测点的标高H3。

（4）、在第N#梁段纵向预应力束张拉压浆完成后、移挂篮前，精确测量该端头测点的标高H4。

（5）、计算第N#梁段混凝土灌注前后测点的标高差Δ1=H2―Hl，以及该段纵向预应力束张拉压浆完成前后的标高差Δ2= H4―H3。将这两个标高差与线形控制计算得出的结果Δ3、Δ4分别进行比较，如果Δ1、Δ2、Δ3、Δ4相比的误差都小于设计值，则按上述步骤进行下一梁段的施工；若两个误差值中有一个或两个都大于规定值，则需要从施工现场和数据文件两个方面查找产生差别的原因并修改相应的数据文件、重新计算后，对下一梁段的立模实际标高进行修正。按上述步骤不断循环，直至悬灌梁段施工完毕。

五、线形控制中的注意事项：

（1）、对每套挂篮都要进行预加载来消除其非弹性变形，测出其弹性变形，为确定立模高程提供基本依据。

（2）、严格控制预应力筋张拉力的准确度和张拉时混凝土的龄期要求(龄期达到4天以上且强度达到设计强度的90％以上)。

（3）、在每个承台和0号段上布设基础沉降观测点和墩身压缩观测点，定期测出基础沉降和墩身压缩情况，并将结果反应在合拢前4个梁段和边跨段的高程中。

（4）、定期观测温度对T构悬臂端挠度的影响，通常在早晨进行初测，在下午5点后后进行复测，以消除温度影响。观测后对成果图表进行分析，从而为全桥的立模标高和线形调整提供依据。

（5）、每月定期观测全桥各块段的标高。从合拢段前4个梁段起，对全桥各梁段的标高和线形进行联测，并在这4个梁段内逐步调整，以控制合拢精度。

（6）、保证挂篮预留孔位置准确。当预留孔位置偏差较大时，挂篮不易调整，甚至调整不到中线位置，因此必须提高各预留孔的准确度。同时为了防止捣筑混凝土时移位，预留孔要用钢筋网固定。

（7）、一般情况下，施工时对挂篮本身的弹性变形和非弹性变形都能比较重视。但大都对挂篮与滑道之间、滑道与钢(木)枕之间、钢(木)枕与梁顶混凝土之间的非弹性变形重视不够甚至忽视了。根据经验，这方面的原因造成的挂篮前端沉降高达5―8mm。所以，施工时必须对此予以注重并加强观测，积累经验，准确控制，消除影响。

（8）、根据实践经验及资料研究，薄壁空心墩及箱梁变形对环境温度和日照非常敏感。受日照时，受日照一侧的顶腹板温度与另一侧的顶腹板温度是不同的，且一天内也是反复变化的，且变形变化滞后于温度变化。因此，应对日照及环境温度影响进行自始至终的观测。

（9）、在T构悬臂灌注施工期间，梁顶面所放材料、机具设备的数量和位置应符合线形控制软件计算模式的要求。在悬灌即将结束时，梁体悬臂最大，施工时必须严格控制施工荷载的对称，并对墩的变形加强观测。

（10）、线形控制观测点要有明显标记，并在施工中妥善保护，避免碰撞后弯折变形。

（11）、通过线形控制将竖向挠度误差控制在20mm内，轴线误差控制在10mm内。

（12）、全桥轴线应全桥联测，保证轴线在合格范围之内。

六、测量控制程序

箱梁在0号截段的相对线刚度较大，变形较小。因此，在控制初期，参数不准确带来的误差对全桥线形的影响较小，经过几个节段的施工后，计算参数已得到修正，为跨中变形较大节段的控制创造了良好的条件。在施工中及时识别误差产生的原因，估计计算程序参数的实际值，主要是混凝土的弹性模量、材料的比重、徐变系数等，重新计算施工阶段应力及相应的标高目标值，避免出现新的误差。由于立模标高可以随时调整，应力值应该作为控制的依据，某节段标高只要控制在允许范围之内即可认为满足要求。如果应力到达设计值时标高同时达到预计值，说明计算模型与实际结构是吻合的，否则，说明两者之间存在差异，必须对参数进行重估。

七、结束语

在预应力混凝土梁悬臂施工控制中，线形控制是至为关键的一环。而在线形控制中，合理确定每一阶段的立模标高又是其中的重点。大跨径桥梁施工控制已经越来越受到桥梁建设者的重视，但是随着桥梁跨度的增大，控制中的问题越来越多，难度也越来越大，选择合理的桥梁施工监控手段及合理的控制思路，是控制成功的关键。在在建桥型控制实践的基础上，对桥梁施工控制的对策进行分析比较，以期寻求桥梁施工控制最合理的方法。悬灌施工时梁体线形变化是一个不可逆的过程，若测控不及时、不准确，数据丢失或失效，将无法通过二次施工或测量予以补救。因此，在施工前就要对测量的方法、时间、布点、位置、次数和精度、设计参数误差（如材料特性、截面特性、徐变系数等）、施工误差、以及结构分析模型误差等种种原因进行认真研究。如果不加以识别和调整，成桥之后的结构安全状态将难以保证。从而导致实际施工中桥梁的线形与理想目标存在一定的偏差，而且在梁段上一旦出现线形误差，误差将永远存在并导致成桥状态偏离理想状态，因此在建桥梁施工中应该引起足够的重视