变截面连续箱梁桥悬臂施工控制论文

[摘要] 对悬臂浇筑大跨度连续变截面箱梁桥而言，设计文件所提供的预拱度一般不能满足实际施工要求，施工控制起到了补充设计和辅助指导施工的作用。由于变截面箱梁挠度的产生是一个长期、渐变的过程，建议对桥梁竣工通车后的挠度实行定期监控，及时通过备用的预应力钢束调整。

一、概述

马鞍山市裕溪河桥，全桥总长983 m，其中主桥上部构造为（60+96+60）m三孔预应力混凝土变截面连续箱梁，主梁采用单箱双室截面，根部梁高5.6 m，跨中梁高2.6m，箱梁底宽11 m，两侧翼宽3.5 m。下部构造双方柱式桥墩，基础为1.8m钻孔灌注桩，每个主墩设三排9根桩桩基。

二、施工过程控制要点 （一）挂篮制作

采用三角形桁架式挂篮组成，挂篮由主桁架、底模系统、前上横梁、内外模板、走行及锚固系统组成。

1.挂篮主要技术参数

最大梁段重85t，在满足刚度前提下，应尽可能减轻挂篮重量，减少悬臂结构产生挠度。挂篮主要技术参数如下：

适用最大梁段重：85 t； 挂篮自重：38 t； 适用梁高：2.6 -5.6 m；

适用最大梁宽：顶17 m、底l1 m； 适用最大梁段长：4.0 m； 走行方式：无平衡重自行；

挂篮抗倾覆稳定系数：灌注时2.71，走行时2.17。 2.材质要求

三角形桁架挂篮刚度的变形小于0.5 cm，前吊带2根，用2根φ32精轧螺纹钢筋和螺母联结而成。下端与底模架前横梁连接，上端与主桁架前上横梁连接。吊带用两个LQ32螺旋千斤顶及扁担梁悬吊。后吊带采用2对4根φ32精轧螺纹钢筋（在浇筑上一块箱梁时，预埋好孔洞）。

（三）挂篮预压

挂篮施工前须预压以消除非弹性变形，并测定其弹性变形与非弹性变形值。挂篮使用外力加载法预压，即在挂篮底模上堆载砂袋预压，分层均匀铺设。加载总重量为最长梁段底板、顶板、腹板重量之和乘以1.2安全系数后的重量，即G=31.92×2.6×1.2=99.6t，预压时两套挂篮应平衡加、卸载，加载至设计荷载持荷12h后进行卸载。加载过程分5级（每级约200，每级荷载持续时间不少于30min，最后一级为lh，然后分5次卸载，并根据分级压载和卸载后的观测值确定各分段所产生的弹性变形和非弹性变形，确定完全非弹性变形值和消除完全非弹性变形的压载值，从而确定各梁段浇筑混凝土时所产生的弹性值。

（四）标高的确定

1.抛高量的确定

在实施过程中，对桥梁结构结合挂篮重量、挂篮变形、预应力钢筋的应力损失、混凝土徐变的产生进行理论模型计算，预设抛高量，同时在施工过程中进行动态检测，针对检测结果进行复算，修正抛高量。如此循环进行，直至合拢完毕。

2.施工过程中的标高监控

为保证悬浇箱梁的合理线形，应对桥型施工阶段进行测量监控。 （1） 0#块施工完毕后，在o#块梁顶正中间设置水准点和位移控制点。水准点应以三等水准引测；控制点从附近控制点引测，重新布置四等网。平面控制网采用水准仪和全站仪建立水准点和控制点，并经常观测。

（2） 控制点标志用 16螺纹钢制作，钢筋露出顶面混凝土约lem，露出端上部加工磨圆并涂上红油漆。每个悬浇箱梁节段设3个测点，以箱梁中线为准对称布置。测点离节段前端15em，该测点既是控制箱梁中线平面位置的测点，又是箱梁标高控制点和挠度变形观测点。埋设的钢筋测点必须与箱梁顶板中上、下层钢筋焊接牢固，其底端要抵紧顶板的底模板上。在箱梁整个悬浇施工过程期间，应对所有基准点和测点加以保护，不得损坏和覆盖。

（3） 每段箱梁悬浇时应以四等水准测量观测6个工况标高变化：挂篮前移前、挂篮前移后、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、预应力张拉前、预应力张拉后。测量时间应控制在早上6-8点之间。

（五）混凝土浇注过程的控制

1.混凝土浇注的顺序

每一悬臂段浇注要求一次性完成。浇注顺序应从挂篮前端向后浇注，使挂蓝前期挠度大，后期挠度小，前期出现的挠度在后期浇注过程中完全弥补。

2.一般悬臂段的混凝土浇注的挠度控制

一般悬臂段的平衡由悬臂段混凝土自重来保持，应尽可能使两翼悬臂的混凝土的浇注保持均衡。对此，采用如下措施：

（1） 所有混凝土均由一个接料口进入，均匀分送两翼悬臂，防止产生容重差。

（2） 在S00块中点设置固定混凝土泵管三通接头，保证两翼悬臂混凝土的输送距离、输送量、浇注速度相等。

（3） 加强观测，如出现浇注速度差异，则采用备用沙包保持平衡。

3.合拢段的混凝土浇注过程的挠度控制

（1）在合拢段的施工中，注意挂篮对称移至S12、S12'块，使挂篮重量在边跨悬臂及边跨现浇段端部均摊。

（2）边跨合拢段的平衡压重的设置：边跨合拢施工时，在中跨悬臂端施加一半的边跨合拢段箱梁重的合拢平衡压重，中跨悬臂端根据实际不平衡差重补压达到平衡，中跨合拢段的平衡压重的设置同上。但是须注意在混凝土浇注的过程中，同步卸除中跨悬臂上等量的平衡配重。同时注意去除挂篮的过程须同步、对称进行拆除。

（六）预应力钢束张拉过程的挠度控制

1.材质选用

大桥主桥箱梁纵向预应力均采用高强低松弛预应力钢绞线φs15.24，fpk=1860MPa， 预应力束有16φs15.24；12φs15.24；9φs15.24三种形式，锚具均采用OVM定型成套产品。竖向预应力设置采用φ32精轧螺纹粗钢筋。

2.张拉时间要求

每一梁段浇注完成后，当混凝土龄期达到7天且强度大于或等于设计强度的90%，即50 MPa时，张拉纵向预应力钢束，当挂篮移出一个梁段，尽快进行竖向预应力钢束的张拉。

3.张拉机具选择

该桥使用YCW650型千斤顶张拉纵向预应力钢绞线，用YG一70型穿心单作用千斤顶张拉竖向预应力精轧螺纹钢筋。张拉机具与锚具应配套使用，在进场前进行检查和校验。 .

4.张拉过程的挠度控制

（1） 张拉过程的应力控制：合拢张拉力为1860kN。 （2） 张拉前后挠度变化。随着悬臂的伸长、箱梁断面尺寸的减小，张拉引起的箱梁挠度变化也不断增大。

（3） 张拉过程的挠度控制。为控制张拉引起的挠度，在安装合拢段劲性骨架后，张拉2W3和2B8合拢束，使混凝土的弹性变形受限制，从而控制箱挠度。

三、施工注意事项

第一，施工过程应注意不良天气的预报，如：6级以上大风、台风。在不良天气情况下，应停止施工；停工时两端悬臂端不得出现不平衡荷载，应确保挂篮的牢固性，并有切实可行的防风应急措施。

第二，施工过程应注意保持施工现场的整洁，在S00块设置材料堆放区域，严禁材料随意堆放，以免出现不平衡荷载，产生挠度。

第三，拌和混凝土用的粗、细骨料及水泥应使用同一来源材料，以使混凝土的弹性模量保持一致。

四、结语

通过实施效果可以看出，施工控制基本达到预期要求。对悬臂浇筑大跨度连续变截面箱梁桥而言，设计文件所提供的预拱度一般不能满足实际施工要求，施工控制起到了补充设计和辅助指导施工的作用。由于变截面箱梁挠度的产生是一个长期、渐变的过程，建议对桥梁竣工通车后的挠度实行定期监控，及时通过备用的预应力钢束调整。