浅谈连续刚构悬臂施工控制技术

摘要：连续刚构结构和施工过程复杂，施工周期长，影响因素多，技术含量高，采用悬臂施工方法有许多优点，但桥梁的形成要经过一个复杂的过程。这里以翠溪2#特大桥连续钢构为例来做简要阐述，在施工过程中如何保证主梁竖向线型偏差，及横向偏移不超出容许范围，如何保证合拢后的桥面线型良好，主梁不出现较大的应力，施工状态与设计状态能否最大程度吻合等均需进行施工监控监测来解决。

关键词：连续刚构；悬臂施工；施工控制

Abstract: Continuous rigid frame structure and complicated construction process, construction cycle is long, influence factors, high technology content, the use of cantilever construction method has many advantages, but the bridges are formed through a complex process. Here to Cui Xi 2# bridge continuous steel as an example to introduce briefly, how to ensure that the girder vertical linear deviation in the process of construction, and lateral deviation does not exceed the allowable range, how to ensure the bridge linear closure after the good, beam does not appear larger stress, construction and design of state can the greatest degree are required monitoring of construction supervision to solve.

Keywords: continuous rigid frame bridge; cantilever construction; construction control

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、工程概况

宁武高速公路翠溪2号特大桥位于福建省南平市政和县杨源乡境内，为高墩大跨径连续刚构桥，双幅分离式，跨径组合85+155+85m。跨一条山涧河沟，和202省道，双向预应力结构设计，采用单箱单室变截面箱梁，跨中及端部梁高 3.5m，底板厚0.3m，根部梁高9.5m，底板厚 1.5m，箱梁梁高及底板厚度均按二次抛物线变化。桥墩为双薄壁空心墩，主墩横桥向宽6.0m，承台采用分离式11.6m×11.6m×4．2m，桩基Ф2.8m挖孔灌注桩。连续刚构采用挂篮悬臂浇注施工，边跨现浇段采用钢管支架施工，合拢段采用挂篮施工，泵送混凝土。合拢顺序为先边跨后中跨合拢。全桥共174个节块，C55混凝土总量10133.8m3。

该连续刚构悬臂施工节段多（最大悬臂段为20#块）、重量大（1#块重178吨）、工期长、工况多变、影响因素多,特别是地处闽北山区海拔最高处，昼夜、冬夏温差大。

二、施工监控重点考虑因素

根据一般设计，连续刚构桥的悬臂施工方案为：先T构对称悬臂施工至最大悬臂梁段，再边跨合拢，最后中垮合拢（翠溪2#特大桥亦是如此）。设计是在对结构初始状态等其他参数做出假定的情况下进行的，事先设计时难于准确估计结构的实际状态，实际施工时，各种施工误差（如截面误差、材料容重误差、弹性模量误差、张拉误差等）、施工步骤的改变及偶然施工荷载的作用都会引起桥梁结构线型与内力的改变，影响结构的施工和成桥时的状态和结构安全。而施工监控监测是根据施工现场实测结果所得结构参数真实值进行施工阶段计算，确定每个阶段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测结果进行误差分析，预测出对下一立模标高进行调整，从而保证成桥后线型、合拢精度及结构内力符合规定值的要求。

三、控制思路

施工控制应当采取理论计算预测-按预测进行阶段施工作业-阶段施工作业完成后实测反馈-根据实测反馈进行参数分析、评估及优化-进行下一施工阶段理论计算预测循环次序进行。因此其主要工作内容包括阶段施工前的监测计算、阶段施工过程中的控制测量、实测结果与预测结果的偏差分析及优化分析，三个方面的内容，具体实施时要考虑以下内容：

建立全桥关键断面应力、线型及温度场实时监测系统。

施工控制以每阶段的构件的结构尺寸、桥面标高控制、结构应力控制为主。

预应力张拉精度、梁体截面尺寸、混凝土材料性能及浇筑重量、施工周期、结构的温度场等对桥面的竖向线型。

预应力张拉对结构线型级结构受力安全影响。

温度的变化会非常大的影响梁体的几何线型，并对梁体的精确线型确定非常重要。

施工中温度、风荷载的、混凝土的收缩和徐变、基础沉降等应在每一施工阶段的分析模型中进行修正。

混凝土收缩徐变对结构线型影响较为明显。

四、主要监控内容

混凝土弹性模量

混凝土弹性模量是结构计算中的一个非常重要的参数，实际弹性模量与假定值总是存在一定差距，需要通过试验得出实际的混凝土弹性模量。混凝土弹性模量试验由施工现场实验室完成。

混凝土容重及配合比

混凝土容重大小与混凝土配比、所用石料密度等有关，实际容重与计算取值有一定差值。在主梁施工前几个阶段，要求按规范制作试块，测定实际混凝土容重有实验室和混凝土搅拌站根据材料用量来确定。

截面特性参数

任何施工都可能存在截面尺寸误差，验收规范中也允许出现不超过限值的误差，但这种误差也能导致截面特性差，从而影响结构内力及变形的分析结果，因此在施工过程中，从开始立模至混凝土浇筑成形后，都应进行界面性参数的控制，一方面及时纠正施工偏差，另一方面及时发现成形后的截面特性偏差，在计算分析中予以适当考虑。

挂篮弹性变形

预拱度的设置应考虑挂篮弹性变形的影响，挂篮弹性变形通过挂篮加载试验获取，并获取挂篮支点反力、挂篮重及相应节段模板重量。

钢材的力学性能

预应力混凝土梁体所使用的普通钢筋及预应力钢筋弹性模量及强度指标、延伸率指标一般由材料供应商提供。

混凝土材料的收缩徐变参数

由于混凝土材料的收缩徐变，会导致施工过程中及成桥后梁体线型及内力发生较大变化，因此在施工前及施工过程中的监控计算必须了解混凝土材料的收缩徐变特性。在施工前采用规范规定的收缩徐变参数，在施工过程中的监控计算采用混凝土收缩徐变专项试验研究成果结合现场对位移计内力的实测结果进行计算确定最佳收缩徐变参数。

预应力施工控制参数

预加应力是预应力混凝土结构内力及变形控制考虑重要结构参数，预加应力的大小受很多因素的影响，需根据现场实际进行测定。

8) 温度场测量

施工过程中的温度场测量包括大气环境温度场测量、主墩温度场测量、梁体温度场测量及温度对线型及内力影响测量分析。

9）施工线型控制测量

施工过程的线型控制测量包括桥梁施工控制测量网定期复核测量、主墩墩顶沉降测量、各节段施工立模标高测量、施工荷载对线型影响测量、温度对线型影响测量等。

10）施工应力测量

在施工控制截面布置应力测点，以监控施工过程中应力变化及分布情况并与理论计算值对比，在计入误差及变量调整后分析以后每节段及竣工后结构的实际工作状态。

五、施工误差控制范围

施工误差必须以国家规定的标准为基准，并结合目前实验仪器的精度和结构的分析水平。

参考文献

[1]交通部部颁行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004。

[2]交通部部颁行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004。

[3]交通部部颁行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000(体系编号JTGF50)。

[4]《某高速公路杉木溪大桥施工图》

[5]《某高速公路翠溪2号特大桥施工图》