劉偉竹

（山西省公路工程質(zhì)量檢測(cè)中心，山西 太原 030006）

七甲坡一號(hào)大橋是位于晉濟(jì)高速公里十標(biāo)的一座大橋。主橋是左右分離的,左幅上部結(jié)構(gòu)為（35+65+2×115+65）m，右幅為（65+115×2+73）m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土變截面單箱單室連續(xù)剛構(gòu)。箱梁頂面寬度為11.75 m，底面寬為6.25 m。箱梁0#段梁高為7 m，跨中梁高為2.50 m。主橋上部箱梁施工采用掛籃懸臂澆筑法施工，各單“T”箱梁除0號(hào)塊及邊跨采用支架現(xiàn)澆外，其余均為懸臂澆筑，左右幅主跨均分為16段澆筑。

1 線形控制的目的

采用懸臂澆筑施工梁橋的成橋線形是否能滿足設(shè)計(jì)要求，是橋梁建設(shè)者非常關(guān)心和必須解決的問(wèn)題，線形控制的目的就是確保箱梁最終線型符合設(shè)計(jì)要求。

對(duì)于懸臂施工的預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，線形控制就是根據(jù)施工監(jiān)測(cè)所得的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實(shí)值進(jìn)行施工階段的仿真分析，確定出每個(gè)懸臂澆筑階段的立模標(biāo)高，此立模標(biāo)高調(diào)整包括兩個(gè)方面：一是橋梁整體受力考慮的預(yù)拱度；二是塊段澆筑施工過(guò)程中預(yù)拱度的調(diào)整，同時(shí)在施工過(guò)程中根據(jù)施工監(jiān)測(cè)的成果對(duì)誤差進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)和對(duì)下一立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，即施工—觀測(cè)—分析—調(diào)整—施工的循環(huán)過(guò)程。從而保證成橋后橋面線型、合攏段兩懸臂端標(biāo)高的相對(duì)偏差不大于規(guī)定值。

2 線形控制的基礎(chǔ)工作

2.1 撓度觀測(cè)

撓度觀測(cè)資料是控制成橋線型最主要的依據(jù)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，在每個(gè)施工段的斷面上布置6個(gè)高程觀測(cè)點(diǎn)，分別在底板的兩側(cè)腹板根部和中點(diǎn)，以及頂板的兩側(cè)腹板和中點(diǎn),這樣既可以測(cè)量箱梁的撓度，同時(shí)亦可以觀察箱梁是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。在施工過(guò)程中，對(duì)每一截面混凝土澆筑前后、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉前后的標(biāo)高進(jìn)行觀測(cè)。以便了解各點(diǎn)的撓度和箱梁曲線的變化歷程，保證箱梁懸臂端的合攏精度和橋面線型。

2.2 懸臂施工的撓度計(jì)算

在橋梁懸臂施工的控制中，最困難的任務(wù)之一就是施工撓度的計(jì)算與控制。下面列出懸臂橋梁施工時(shí)結(jié)構(gòu)的總撓度計(jì)算公式（包括短期彈性撓度和已發(fā)生的徐變撓度變形）：

式中：f1：扣除預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力產(chǎn)生的上拱度；

f2：梁段自身靜載（即一期恒載）產(chǎn)生的下?lián)隙龋?/p>

f3：懸臂施工時(shí)的臨時(shí)施工荷載產(chǎn)生的下?lián)隙龋?/p>

f4：混凝土隨齡期增大的徐變系數(shù)。

對(duì)于橋梁長(zhǎng)期荷載作用下的總撓度的計(jì)算，還必須考慮二期恒載和活載的作用所產(chǎn)生的撓度，計(jì)算公式為:

式中：f1：二期恒載產(chǎn)生的下?lián)隙龋?/p>

f2：靜活載作用下產(chǎn)生的下?lián)隙龋?/p>

f3：混凝土徐變系數(shù)終值。

綜合考慮各種因素后，將各影響參數(shù)輸入軟件中，由軟件自動(dòng)算出各施工階段每一梁段的撓度，合攏時(shí)的撓度、合攏后二期恒載作用下的撓度、以及活載作用下的撓度。

在計(jì)算過(guò)程中，砼的彈性模量、砼的容重、鋼束的力學(xué)性能參數(shù)、掛籃的自重均根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)取用，其他的計(jì)算參數(shù)均按規(guī)范取值。在進(jìn)行撓度計(jì)算時(shí)，對(duì)梁段自重及鋼束張拉時(shí)產(chǎn)生的撓度進(jìn)行了修正。

2.3 施工階段立模標(biāo)高的確定

在主梁的懸臂澆筑過(guò)程中，梁段立模標(biāo)高的合理確定，是關(guān)系到主梁的線型是否平順、是否符合設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問(wèn)題，如果在確定立模標(biāo)高時(shí)考慮的因素比較符合實(shí)際，而且加以正確的控制，則最終橋梁線型較好。否則，最終橋面線型會(huì)與設(shè)計(jì)線形有較大的偏差。

眾所周知，立模標(biāo)高并不等于設(shè)計(jì)中橋梁建成后的標(biāo)高，總要設(shè)置一定的預(yù)拱度，以抵消施工中產(chǎn)生的各種變形（撓度）。其計(jì)算公式如下：

式中：Hlmi：i節(jié)段的立模標(biāo)高（節(jié)段上某確定位置）；

Hsji：i節(jié)段設(shè)計(jì)標(biāo)高；

fz：混凝土澆筑后i節(jié)段的總撓度，包括自重和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的綜合撓度（軟件自動(dòng)算出）；

fgli：i掛籃的變形值；

fyg：預(yù)拱度；

fc：通過(guò)對(duì)投入使用的相似橋型的觀測(cè)統(tǒng)計(jì)出的后期撓度在i節(jié)段的分配的經(jīng)驗(yàn)參考值；

fzf：在接近合攏段的某一節(jié)段（也可能就是合攏段的相鄰段）的預(yù)計(jì)撓度在i節(jié)段的分配值。

其中，掛籃的變形值是根據(jù)掛籃加載試驗(yàn)，綜合各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果，最后繪制出掛籃荷載——撓度曲線，進(jìn)行內(nèi)插而得。此立模標(biāo)高計(jì)算公式簡(jiǎn)單、概念清楚、使用方便，而且實(shí)際使用效果很好。

預(yù)計(jì)標(biāo)高的計(jì)算公式:

式中：Hyji：i節(jié)段預(yù)計(jì)標(biāo)高。

2.4 數(shù)據(jù)分析

（1）數(shù)據(jù)分析時(shí)，以箱梁腹板頂測(cè)面的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

（2）為了精確地消除籃的塑性變形，均進(jìn)行了預(yù)壓，以試驗(yàn)結(jié)果作為依據(jù)，采用內(nèi)插法得到掛籃在各節(jié)段的彈性變形值。

（3）理論標(biāo)高和實(shí)測(cè)標(biāo)高誤差為20 mm左右，理論值和實(shí)測(cè)值誤差不大,則在施工不需要調(diào)整立模標(biāo)高，給施工帶來(lái)了很大的方便。也更好地說(shuō)明立模標(biāo)高的計(jì)算模式合理，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

表1以左幅3#墩塊段部分立模高度數(shù)據(jù)為例:

表1

（4）由預(yù)應(yīng)力混凝土引起的撓度計(jì)算值與實(shí)測(cè)值相差較接近，而由澆筑混凝土引起的撓度計(jì)算值與實(shí)測(cè)值相差較大。這表明箱梁預(yù)應(yīng)力施加是有效的，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求；而澆筑混凝土后實(shí)測(cè)撓度偏大主要有以下原因：掛籃系統(tǒng)存在有殘余塑性變形、模板系統(tǒng)存在有塑性變形、測(cè)量誤差、成型箱梁頂面未達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸、計(jì)算參數(shù)的取值等。

（5）合攏時(shí)合攏段兩側(cè)相對(duì)豎向誤差不得大于2.5 cm；橫向偏差不得大于1.5 cm。在單T完成前應(yīng)提早做好邊跨和中跨的合攏準(zhǔn)備工作。以便單T完成搶先合攏邊跨和中跨，在有可能時(shí)宜將長(zhǎng)懸臂和邊、中跨合攏避開(kāi)大風(fēng)季節(jié)。在梁段施工過(guò)程中出現(xiàn)大風(fēng)預(yù)報(bào)應(yīng)停止施工，并使兩懸臂端不得出現(xiàn)不平衡荷載，且應(yīng)確保掛籃的牢固性。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)七甲坡一號(hào)橋懸臂施工法的施工和施工控制的實(shí)踐，筆者總結(jié)了以下幾點(diǎn)心得和體會(huì)：

（1）筆者個(gè)人認(rèn)為，梁的總撓度還應(yīng)在此基礎(chǔ)上加上一個(gè)從較多類(lèi)似橋型實(shí)踐檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)出的撓度經(jīng)驗(yàn)值，對(duì)計(jì)算值進(jìn)行一下修正,這樣會(huì)更接近實(shí)際情況,更有利于施工控制。因?yàn)閺娜珖?guó)多數(shù)類(lèi)似橋型的撓度觀測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，即便是在經(jīng)過(guò)標(biāo)高調(diào)整后，箱梁還是會(huì)在隨后的使用當(dāng)中進(jìn)一步下?lián)?，所有筆者覺(jué)的還是要加上一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值來(lái)修正為好。

（2）合攏時(shí)合攏段的相對(duì)高差如在5 mm以?xún)?nèi)，則合攏時(shí)不需要進(jìn)行壓重和糾偏。完全可以保證成橋后橋面線型平順，與設(shè)計(jì)相吻合。

（3）立模控制確保了施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的可靠度和安全性，保證了橋梁變形、梁段的撓度變化狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。

（4）立模標(biāo)高計(jì)算公式要概念清楚、方便使用，而且實(shí)際施工中理論標(biāo)高和實(shí)際標(biāo)高誤差不能太大，從而能有效準(zhǔn)確地指導(dǎo)施工。