连续梁桥悬臂浇筑施工变形控制

段春光

摘要：由于受到施工、结构以及经济等各种因素的限制，连续梁桥采用悬臂浇筑施工的工法已经很普遍了。连续梁能够有效减小跨中弯矩增加跨越能力，但同时增大了墩顶负弯矩，而预应力在连续梁上的应用，能够对整个连续梁桥结构的跨越能力进行有效巩固。然而，连续梁桥在采用悬臂现浇施工中，会受到各种因素的影响，从而使计算所得的实际取值和理论设计参数存在较大的偏差，并且在一定程度上，会影响到合龙的精度。针对上述各种问题，文章根据自身实践，对影响连续梁桥悬臂浇筑施工过程中变形控制的因素及采取的对策进行简要探讨，以期从事施工的同行们获得灵感。

关键词：连续梁桥；悬臂浇筑；施工变形；控制

连续梁悬臂现浇施工变形控制就是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度和横向偏移，若有偏差且偏差较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方案，为下一节段更加精确的施工做好准备工作。良好的施工变形控制确保合拢后成桥线形与设计线形的完美统一；反之，由于节段浇筑施工后的结构状态（包括线形和内力）是无法调整的，必然造成桥梁线形的不完美，变形偏差较大还会造成合拢的困难，以及结构内力状态不符合设计要求。所以变形控制是线型控制的重要组成，变形控制的因素及采取的对策也是线型控制方案的重要组成。总之变形控制始终贯穿于线型控制，并占据主要。

那么简要介绍下连续梁悬臂现浇施工的线型控制：主要采取预测控制法，主要体现在结构模拟分析、施工监测、施工误差分析以及后续状态预测四个步骤。变形控制在四个步骤中主要体现如下：

一、变形控制之结构模拟分析——参数设定

在桥梁结构设计过程中，结构设计参数主要遵照规范来确定，但部分设计参数的取值一般小于实测值，因此，大多数情况下采取规范设计参数计算的结构内力和位移较实测值较大，这对设计是偏安全的，但对于施工控制来说是不容忽视的偏差。因此，在结构建模模拟时，应采用实测值，这些实测参数值有以下：

（1）混凝土的弹性模量与容重。在每一个节段，都需要测定其弹性模量与容重，将测算数据与计算数据进行对比，做出合理修正。通过现场取样测定混凝土的弹性模量，采用万能实验机进行试压，检测混凝土在不同周期的弹性模量值，获得E-t曲线；采取实验室常规检测方法，测定混凝土容重。根据测定结果，修正具体的参数数值。测定混凝土弹性模量参数的主要目的就是为了观察其取值在延长时间条件下具体的变化趋势。

（2）预应力钢绞线弹性模量。预应力钢绞线涉及到张拉力，在每批次钢绞线使用前都必须随机取样到国家认可的测定结构进行测定，包括弹性模量、应力—应变曲线，以确定张拉力，及伸长量的复核。

（3）临时荷载重量。构成临时荷载参数的主要因素包括施工挂篮和人员机具两方面。挂篮及模板在进场时都要过磅，挂篮及模板的实际重量以过磅重量为准。而人员机具重量在施工过程中要有上限控制。

（4）材料热膨胀系数。材料热膨胀系数包括钢筋和混凝土的，主要是混凝土；但在钢筋混凝土用量比较大的情况下也要考虑钢筋。

以上在建模时都使用，以达到模型计算出的变形与实际变形相一致，为变形预测的准确性打好基础。

二、变形控制之施工监测——采集变形数据

线型控制的施工监测主要监测三个方面的数据：主梁结构变形测量、主梁应力监测、温度观测。在施工过程中主要控制平面线型和挠度变形，其中平面线型的空中主要通过立模前放样、立模后自检、监理复测多次测量确保梁体平面线形控制在允许误差范围内。挠度变形数据的采集主要通过在墩顶布设基准点、在梁面布设高程观测点，在每步工序完成前后进行测量。

主梁各节段的挠度观测，一般在每个梁段前端布设测量点分别在调整模板标高时测量、绑扎钢筋后复测、混凝土浇筑完后测量、预应力张拉前后测量。

除了以上常规的测量，还要考虑温度变化引起的挠度，一般在工况不变的情况下分别在一天中温度较低和温度较高时对梁段挠度进行测量，找出温差变化较大时挠度变化的极值，从而为确定待施工各节段预拱提供较为可靠的依据。

三、变形控制之施工误差分析——变形原因分析

影响主梁各个施工节段变形的因素主要有两方面：

○1恒载、预应力、收缩徐变、施工荷载和体系转换， ZK活载（静活载）作用；

○2挂篮变形/支架变形；

前者主要是通过MIDAS软件建立梁体模型计算；后者变形值主要通过挂篮预压实验与理论计算相结合的方法。前者有一点混凝土的湿重与普通混凝土的容重要有一定区别，在建立模型时混凝土是有湿重与与干重的区别的，其在不同时间段引起的变形是不同的。

从墩身施工到全桥合拢，每个施工节段的时间段要根据实际情况模拟，以正确模拟出混凝土收缩徐变所引起的变形。

0#托架/支架、现浇段的支架、挂篮等等变形的变形规律比较准确的获得方法是拼装就位后进行预压，并测量计算变形量，得出变形方程；预压加载过程分100%荷载-120%荷载两级加载，加载到120%后持荷，每隔两小时测量下沉量，当与上次测量沉降量小于0.5mm时方可卸载，卸载后测量支架上部变形量，计算100%荷载时的弹性变形量。。

四、变形控制之后续状态预测——挠度预测

在主梁的悬臂浇筑过程中，梁段的立模标高的合理确定是关系到主梁线形是否平顺、是否符合设计要求的一个重要问题。考虑到影响变形的因素比较多、理论与实际是有偏差的，因此必须根据施工实际，调整理论计算模型使之与施工实际相符，按修正后的模型去顶新的立模标高。立模标高的计算公式如下：

——i节段立模标高；

——i节段设计标高；

——由各梁段自重在i節段产生的挠度总和；

——由张拉各节段预应力在i节段产生的挠度总和；

——混凝土收缩徐变在i节段引起的挠度；

——施工临时荷载在i节段引起的挠度；

——使用荷载在i节段引起的挠度；

——挂篮变形；

其中五项是在前进和倒退分析计算得到，挂篮变形值根据加载试验得到。

五、 总结

大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工是一个复杂的过程，后续梁段的

施工均会影响前面已施工梁段，使其原有的状态（主要是内力和变形）发生改变，而不同的施工方法也会导致不同的成桥线形和内力状态，所以有必要进行施工监控，对施工过程中每个阶段的结构行为进行控制，使其最终成桥线形和结构受力状态满足设计要求。

在应用有限元软件 MIDAS/Civil 结构分析系统建立桥梁有限元模型，通过各种理论进行计算后，可以获得连续梁桥在各施工阶段实际对应的主梁理论标高取值参数，并把其作为实施工程项目参照对象以及数据依据。然而，由于存在诸多的影响因素，在实际悬臂浇筑过程中，会出现一系列的误差。此时，就需要采取相应的措施，对误差进行分析，在识别之后，进行误差调整，从而使变形问题实现科学控制，不断提高连续梁桥悬臂结构合龙段的质量。文章结合自身实践经验，对连续梁桥悬臂浇筑过程中出现的变形问题进行研究，进一步展示了变形控制的具体效果和重要价值，希望能给同行带来一些启发。

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