连续梁线形控制

刘运泽

连续梁建成要经历一个漫长而复杂的施工过程，结构体系也将随施工阶段不同而不断变化。线形施工控制就是在悬臂施工过程中，通过监测主梁结构在各个施工阶段的变形情况，来达到及时了解结构实际行为的目的。根据监测所获得的数据，首先确保结构的安全和稳定，其次通过计算分析，调整确定下一梁段的立模高程，保证结构的受力合理和线形平顺，保证大桥安全顺利地建成。

1 线形控制流程

施工控制流程如图1所示。其中技术流程是指理论计算的循环过程，实施流程是指参与施工控制的各协作单位的工作关系。本文主要讨论技术流程的各个环节。

2 影响梁体变形的因素及处理措施

2.1 理论模型结构参数的选取

2.1.1 混凝土的容重

1)根据设计图计算出梁体各节段的理论容重γ梁，给建立的理论模型赋初值。2)根据施工时混凝土的实测容重 γ′混凝土重新对γ梁进行修正调整，消除理论模型与实际结构的容重偏差。

其中，γ′混凝土为该梁段混凝土的实测容重;γ′梁为该梁段梁体的实际容重。

2.1.2 梁体实际浇筑尺寸

建立模型时以设计梁体截面尺寸为依据，施工过程中通过实测已浇筑梁体尺寸，主要为梁段长度，顶底板厚度等偏差引起的梁体尺寸与设计尺寸偏差，根据实测数据及时对梁体模型相关参数进行修正。

2.1.3 混凝土弹性模量及轴心抗压强度

建立计算模型时，一般是根据以往的经验和相关资料给混凝土弹性模量E赋初值。施工控制中根据现场实际试验数据对其进行修正，使依据所选参数计算得到的变形与实测变形相吻合。

京杭运河特大桥连续梁在施工中，收集每一块段7 d，14 d及28 d的弹性模量及轴心抗压强度。将实际的弹性模量与模型中采用的弹性模量进行对比，从而对弹性模量进行修正，使模型更好地反映实际情况。

2.1.4 预加应力

预加应力值的大小受张拉设备、管道摩阻、孔道偏差、预应力钢筋断面尺寸和弹性模量等因素的影响，控制中要对其取值误差作出合理估计。理论模型建立时，孔道摩阻系数 μ，孔道偏差系数k按规范取值，施工中连续梁做孔道摩阻试验，故而孔道摩阻系数μ，孔道偏差系数k均按试验所得数据进行调整。

2.1.5 混凝土收缩徐变系数

建立理论计算模型时，根据以往的经验和相关资料进行综合分析来给混凝土收缩徐变系数赋初值。混凝土收缩徐变系数的调整是通过分析累积变形来处理的。只有当本阶段变形理论值与实测值相符而累计变形不符时，才对所累计过程混凝土的收缩徐变系数进行调整。

2.1.6 施工荷载

施工荷载根据实际情况进行取值。

2.2 温度的影响及影响处理

2.2.1 温度的影响

1)影响主梁标高的测量。2)影响挠度监测的准确度和可靠度。3)给中跨和边跨合龙带来困难。

2.2.2 温度的影响处理

1)采用固定时间观测法进行立模标高放样和挠度监测。2)采用相对高差法进行立模标高放样。但当悬臂较长时，温度变化对挠度影响较大，应该采用相对高差形式进行立模放样。

2.3 挂篮自身的变形

在待浇梁段混凝土重量作用下，不仅梁体要产生变形，挂篮自身也要产生一定的变形，这是由挂篮的刚度决定的。

根据《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》的规定，在悬臂浇筑混凝土施工之前，必须对挂篮进行加载试验，测定挂篮本身弹性变形和非弹性变形，为各梁段立模设置预拱度提供依据。同时，检查挂篮主桁架及吊带等主要部件的承载能力。

由挂篮加载试验，可以得到挂篮弹性变形为20 mm。通过挂篮的加载试验，挂篮本身的非弹性变形已经被消除。在随后浇筑梁段的过程中，仅需要考虑的是挂篮的弹性变形对施工预拱度的影响。

2.4 合龙段两端标高的调整

由于多种因素影响，合龙段两端的标高可能与设计标高不完全吻合，这给梁体线形、梁体内部应力、合龙段劲性骨架安装等带来影响，利用悬臂端部附加配重可以调整悬臂端标高至期望程度。

配重形式为水箱或砂袋，配重位置除了预留必要的工作空间外，尽量靠近悬臂前端。边跨配重与中跨配重应同步施加。

3 线形控制的主要内容及方法

3.1 立模标高

京杭运河特大桥连续梁线形控制工作中采用绝对挠度法对其进行控制。

悬臂浇筑阶段的立模标高为:

3.2 竣工标高

h竣工i=h设计i+f1/2静活载i+f后期徐变i。

“承受1/2静活载”是近似模拟桥梁在正常使用情况下的活载工况。可通过结构计算准确求得。确定通常还要参考相关已成桥梁的后期徐变实测值。

4 误差控制

1)施工控制总目标是成桥后梁底曲线与设计值误差控制在20 mm以内;2)立模完成后，检查模板尺寸位置偏差应满足以下要求:梁段纵向中线最大偏差小于10 mm;梁段底模标高与预抛高拱度偏差小于3 mm;梁段底模左右两角高差小于2 mm;梁段长度偏差小于10 mm;3)每个节段箱梁浇筑完成后，检查混凝土浇筑梁段的允许误差应满足下列要求:悬臂梁段的高程偏差应在-5 mm～+15 mm内;梁段轴线偏差小于15 mm;梁段顶面高程差小于±10 mm;合龙前两悬臂端相对高差小于15 mm;4)轴线及平整度误差超过允许值，应及时修正后再进行以后的施工;5)其他允许偏差要求按《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》控制。

5 施工监控成果

5.1 整体线形

全桥张拉完成后对全桥线形进行了联合测量，并根据全桥张拉完成后梁体理论标高，得出梁体顶面、底面和梁高与理论数值的偏差值。梁顶、底标高与理论值误差在20 mm以内。与理论要求吻合较好，总体控制精度良好。

5.2 各合龙段合龙精度

京杭运河特大桥连续梁按先合龙边跨后合龙中跨的顺序依次进行合龙施工。由各合龙段两端梁体高差偏差可知:高差偏差均小于允许偏差，合龙精度良好。

标高是悬臂浇筑施工的主要控制内容之一。通过调整变形来确定立模标高，可以达到标高控制的目的。本文以京杭运河特大桥(跨径为64 m+108 m+64 m连续梁)为依托，采用最简单的参数识别与调整的方法，详细的分析了施工过程中影响变形的因素，提出了简单实用的处理方法，可供施工技术人员借鉴。