悬臂桥梁改造维修施工线形控制

摘要：介绍一座维修改造项目（83.95+135+83.95）的3跨变截面连续梁桥悬臂施工线形控制过程中采取的措施以及注意事项。

关键词：线性控制；悬臂施工

一、前言

随着社会经济的发展，世界各国和地区对于交通运能方面有了更高的要求。据中铁大桥局桥梁科学研究院提供的数据，我国既有桥梁中，上世纪六、七十年代修建的一些桥梁原设计荷载大多不能满足现在交通运能要求。因此，桥梁的检测、评估、加固，对延长桥梁的使用寿命，减少盲目投资有十分重要的现实意义。

二、工程概况

江汉二桥是武汉市跨越汉江的第二座公路桥，1974年开工建设，于1978年建成通车，是目前改扩建建设的武汉二环线的重要组成部分。江汉二桥全长566.2米，桥面总宽26米，行车道21米，双向四车道，沥青路面。桥梁总体布置为4×32.9+（83.95+135+83.95）+4×32.9米，全桥共11孔，12个墩台。主桥桥面纵坡1%，引桥桥面纵坡为2%。

本次江汉二桥改造主要内容包括：原桥面铺装铲除、现有人行道及栏杆拆除、桥面植筋铺设钢纤维砼、铺设桥面沥青混凝土、伸缩缝更换、T构活动支座更换、制作安装钢结构人行道及栏杆、T构箱内裂缝处理、粘贴钢板、粘贴碳纤维布、全桥箱外箱梁及墩柱涂装等。

江汉二桥改造项目部于2010年8月14日开工，竣工时间为2010年12月31日。由于本工程位于正江汉二桥，属于连接汉口汉阳的重要交通要道，现场施工场地狭小，施工环境差、交通车流量大等特点。

三、悬臂施工的线形控制及预拱度的设置

在悬臂施工过程中，最困难的任务之一便是施工挠度的计算及控制。科学合理确定悬臂梁的预拱度至关重要，只有预拱度设置合理，才能保证上下游两个悬臂在同一水平线上，也才能保证期望的标高线形。

在施工过程中，对梁体挠度的影响因素很多，如恒载、即梁自身静载、施工临时荷载、人群荷载、自然温度、温度变化、风荷载、桥梁震抖、施工误差等，要精确计算比较困难，但必须按既定施工程序对挠度按弹性和徐变挠度两部分进行计算和控制。另外，线形控制技术复杂、难度大、影响因素多，需要考虑到诸如梁体自重、施工卸载、加载、混凝土收缩与徐变、温度应力等方面因素，能否准确预拱并及时调整关系到施工的成败。

预拱度设置及线形总体控制措施：预拱度的计算公式：施工标高=设计标高+预拱度+施工调整值。施工过程中，需要进行观测的内容，主要有梁体卸载前、卸载后；C50钢钎维混凝土浇筑前、过程中及浇筑后的观测；观测点布设及观测结果

1. T梁起拱值及下挠值数据如下：

观测T梁卸载前后、加载前后选择在11# ― 10#墩进行测量观测，观测结果：

卸载前与卸载后对比：

1/8L处起拱值3mm；

2/8L处起拱值7mm；

3/8L处起拱值10mm；

4/8L处起拱值12mm；

加载前与加载后对比：

1/8L处下挠值5mm；

2/8L处下挠值9mm；

3/8L处下挠值11mm；

4/8L处下挠值13mm；

2.边挂梁、悬臂梁

选择稳定性强处架设仪器的地方对数据进行观测，如汉阳侧边挂梁靠近岸边，桥上面破除要求工期紧，怕观测点位容易破坏、不好保留（破除时不方便控制桥面各结构层厚度），相对悬臂梁跨度大，桥面稳定性差，同时选择桥下进行各状态观测，得出各状态下的测量数据基本与设计提供的值吻合

悬臂梁

桥面破坏后起拱值及结构层厚度不方便控制，选择在T构稳定性好的地方布设点进行测量，得出数据：

因上游通车，对T构颤抖厉害，仪器架设后上下颤抖厉害、仪器观测距离较长，对测量观测读数影响较大，故选择T构段以上游为参考点，尽量选择无车时仪器架设在墩柱处进行测量观测及用尺子丈量（两种方法同时进行，数据基本同步）卸载前后及加载前后5#T构及中挂梁的的观测数据：

T构卸载前与卸载后对比（中挂梁未卸载）：

T构与中挂梁相接段（端头）处起拱值10mm；

向5#墩柱处5m起拱值7mm；

向5#墩柱处10m起拱值5mm；

中挂梁卸载前与卸载后对比（T构已卸载）：

T构与中挂梁相接段（端头）处总起拱值47mm；

向5#墩柱处5m起拱值36mm；

向5#墩柱处10m起拱值29mm；

中挂梁1/2L处起拱值56mm；

中挂梁加载前与加载后对比（T构属空载）：

中挂梁1/2L处下挠值52mm；

T构与中挂梁相接段（端头）处下挠值28mm；

向5#墩柱处5m起拱值20mm；

向5#墩柱处10m起拱值20mm；

T构加载前与加载后对比（中挂梁已加载）：

中挂梁1/2L处总下挠值55mm；

T构与中挂梁相接段（端头）处总下挠值45mm；

向5#墩柱处5m起拱值35mm；

向5#墩柱处10m起拱值30mm；

3. 各时间段（车流量）、温度（天气）状况下对桥面的影响

江汉二桥白天交通量比较大、温差大，对桥面测量的影响很大，选择晚上11:00---次日6:00段交通量较少、温差小时测量，以减小测量误差。见对比表（表1）；沥青铺设时温度及各活载对边挂梁的影响。见对比表（表

四、悬臂施工过程中的纠偏措施

尽管在桥梁设计与施工过程已计算了挠度和设置了预拱度，也进行了施工精密测量和挠度监控，但是因施工过程中不定因素太多，难免会有挠度误差和不符合设计要求的标高及纵轴向梁体线形不平顺出现。建议为了整体线形平顺，则必须采取如下的纠偏措施。

可根据施工现场的条件，在两悬臂端增加平衡配重，可用水箱或砂箱，通过注水放水或加砂放砂（或两边同时浇筑砼）来平衡两悬臂的荷载变化，平衡设计应遵循平衡原则进行，以达到标高线形的控制。

五、施工效果

江汉二桥上游经改造后，在桥梁运营过程中，经过连续一个星期的观测，均未发现有异常变化，确定加固改造满足使用要求。通过运用旧桥加固改造新技术，延长了旧桥的使用寿命，确保了旧桥的运营安全性。

六、结论

施工质量控制中的一些关键性问题的处理、控制方法，做了归纳分析。决定悬臂施工质量的因素有很多，必须对其全面掌握，才能为其施工质量的控制作出具有针对性的指导。

参考文献：

刘超群，李小年，杨孟刚。连续梁悬臂法施工控制J.铁道标准设计，2009，（1）.

郭先涛 等，武汉江汉二桥技术总结，大桥局，1979.8

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。