高速公路大跨径预应力连续梁桥挂篮施工控制研究

黄明溪

摘要：鉴于连续梁桥的跨径大、施工技术成熟的特点，在当前跨越结构中得到了较为广泛的应用。依托于实际工程，本文从实时测量、现场描述和计算分析三个方面阐述了连续梁桥悬臂澆筑的控制原理，然后对于连续梁桥的悬臂浇筑施工阶段关键施工过程进行了分析，最后通过和龙前后合龙段的标高监测分析，结果证明误差均在允许范围之内，证明施工过程控制取得了良好的控制效果，本文研究对于未来类似工程提供一定的理论和工程经验，对于连续梁桥的悬臂浇筑施工技术的推广应用起到了一定的促进作用。

[关键词]：大跨径混凝土连续梁;悬臂浇筑;施工控制

随着悬臂浇筑技术的不断提升，无支架施工方法在连续梁桥的施工中得到了较为广泛的应用。作为大跨径连续梁桥尤其是跨线桥梁的主要施工方法，分段悬臂浇筑方法的施工控制是一个较为复杂的动态系统过程，这也是实现成桥线性、成桥应力的重要手段。对于连续梁桥的悬臂浇筑施工，从墩顶0#块浇筑开始，中间经历悬臂浇筑、预应力张拉、边跨合龙、中跨合龙和体系转换，直至最后全桥完成，在整个施工过程中，由于材料分线形、收缩徐变、温度和施工换将的额影响，对于不同两端不同施工阶段的应力发生较大的变化，甚至会偏离预计值，如果不加以控制，会对成桥线形造成较大的影响。针对连续梁桥的挂篮浇筑施工控制，当前研究主要集中在施工方面，缺少对于连续梁桥悬臂浇筑的全过程控制。依托于实际工程，本文分析了连续梁桥悬臂浇筑的施工控制体系组成，然后对于悬臂浇筑的施工过程进行了详细的分析，最后通过对合龙段前后的标高进行了分析，结果表过施工控制结果良好，本文研究对于未来类似工程提供可资借鉴的经验。

1.工程概况

某桥梁为连续梁桥，跨径组合为（90.0+150.0+90.0）m，三跨变截面连续梁桥，箱梁为单室单箱结构，端部截面为8.8 m，跨中截面为3.0m，箱梁顶板宽16.0m，箱梁梁高从墩顶到跨中按二次抛物线变化。箱梁悬臂浇筑阶段长度划分0#块为12.0m，其他节段长度为3.0～4.5m，共17个节段，其中合龙段为2.0m，全桥单幅共设置2个边跨合龙段和1个主跨合龙段。

2.施工控制体系的构成

对于连续梁桥的悬臂浇筑施工，施工控制体系主要由实时测量、现场描述和后台分析三部分组成。

根据图2连续箱梁悬臂施工测控体系，以下针对其组成进行详细分析：

2.1实时测量

实时测量系统是施工控制体系的基础组成部分，是对于桥梁系统的采集，对于后续施工进行指导，因此确保其精度和可靠性是必要的。在连续梁桥的悬臂浇筑施工控制中，主要测量线形、混凝土应力、箱梁温度分布和混凝土水化热等参数。

2.2现场描述

连续梁桥的悬臂浇筑施工控制体系中，实时测量系统是针对相关技术参数的测量，获得后的测试参数、测试未知和荷载情况进行描述，指导模拟仿真分析，并根据控制系统的实测数据进行模拟拟合分析，对于整体的施工控制进行指导，保证施工控制计算与实际情况相符合。

2.3计算分析

对于连续梁桥的悬臂浇筑施工控制是一个预告→施工→测量→识别→修正→二次预告的循环过程，对于连续梁桥浇筑的施工控制，首先是确保施工过程的安全，其次应该确保结构外形和内力的误差在容许范围内。

3.大跨度预应力混凝土连续箱梁施工过程分析

大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工过程，需要经过0#块、悬臂浇筑、预应力施工、边跨合龙、中跨合龙和体系转换过程，以下进行详细分析。

3.1 0#块施工

对于连续梁桥的浇筑施工，当采取悬臂浇筑施工时需要将0#块作为施工阶段桥墩的临时固结部位，因此0#块的施工精度和质量对于整个施工过程的质量控制均有重要的影响。

3.2悬臂阶段浇筑施工

在0#块张拉完毕后，应进行处合龙段之外的阶段施工，首先应安装挂篮，完成腹板、底板模板和顶板模板的安装，在钢筋绑扎和预应力束安装完毕后，开始浇筑混凝土，达到设计强度后进行预应力张拉、压浆作业，最后移动挂篮进行下一节段的施工作业。

3.3预应力施工

对于预应力束的张拉施工控制，多采取张拉应力和伸长量双重控制，其中以张拉力控制为主，然后采用伸长量进行校核控制，其中伸长量误差控制在± 6%以内。对于预应力的张拉控制过程，应遵循张拉控制力的20%→40%→80%→100%的张拉荷载进行逐级张拉，并在最后100%张拉控制力阶段持荷5.0min，然后对于预应力束的伸长量进行测量，直至最后张拉应力和伸长量均满足设计要求。

3.4合龙段施工及体系转换

鉴于合龙段的施工时连续梁桥悬臂浇筑施工中体系转换的重要组成部分，因此需要对于结构的受力状态进行严格控制，满足桥梁线形，应严格控制合龙段的施工误差。鉴于合龙段多采取吊篮施工，因此应采取配重作业，压重重量与合龙段混凝土重量一致，在混凝土浇筑过程中应随混凝土的浇筑减少配重质量，保持二者平衡。

4.大跨度预应力混凝土连续箱梁施工线形控制监测

鉴于成桥线形对于桥梁结构的运营状态具有较大的影响，因此以下针对施工过程中的线形控制进行分析。

4.1桥梁目标线型的确定

桥梁跨径组合为（90.0+150.0+90.0）m，对于主跨线形控制目标为设计主梁标高+设计预拱度，为了保证设计线形对于施工过程实现有效的指导，对于主跨150.0m范围内的预拱度设置如图3所示。

4.2标准段线形控制

鉴于变形监测结果对于后续施工进行指导，参考上述计算的设计预拱度，从而确定不同节段的定位标高，标高计算根据：定位标高=竖曲线标高+预拱度+立模后位移+挂篮变形确定立模定位标高，实现对于下一施工阶段的指导。

4.3跨中合龙端线形控制

在T构施工完毕后，需要进行合龙段的施工，在和龙前针对箱梁变形进行连续观测，具体结果如表1所示。

根据表1合龙段监测数据显示：和龙前，边跨相对高差较大，这是由于边跨现浇段提前完成施工，混凝土收缩徐变导致;合龙后，边跨合龙段与中跨合龙段标高相差较小，这是进行强制线形控制进行强制合龙的结果，相对标高误差控制在20.0mm范围内，满足规范要求。

5.结束语

鉴于连续梁桥的构造复杂、钢筋密布且预应力分布较多，同时施工环境、材料非线性对于桥梁成桥线形造成不利的影响，因此对于连续梁桥的悬臂浇筑施工阶段均会采取相应的施工控制措施。依托实际工程，本文首先介绍了施工控制体系的组成，并对于施工关键过程进行了详细介绍，最后针对悬臂浇筑过程中的线形控制提出了控制目标，并采取了相应的控制措施，最后通过和龙前后的合龙段相对标高对比分析显示，施工过程控制取得了良好的控制效果，本文系统研究连续梁桥的悬臂浇筑的施工控制过程，对于未来类似桥梁的施工控制提供可资借鉴的经验。

参考文献

[1]马超.某跨高速分离立交桥结构分析与施工控制技术研究[D].山东大学，2015.

[2]蔡杨.预应力混凝土连续梁桥挂篮施工方法及控制技术[J].城市道桥与防洪，2015（4）：129-131.

[3]邓兴.公路大跨径刚构-连续组合弯梁施工技术探讨[J].交通科技，2006（2）：16-18.