摘要：连续刚构桥梁在桥梁工程施工当中占据多重优势，但是实际上很多大跨径连续刚构桥在日常运营当中，经常出现桥面由线性变化成波浪形以及中跨跨中下挠过大等状况，严重影响桥梁的安全、可靠使用。出现这些问题主要就是由于预拱度设置缺乏合理性，施工控制不到位，基于此，本文结合甘肃渭武项目第八合同段洮河特大桥跨212国道项目，分析连续刚构桥梁施工线性控制方法，为相关项目施工提供一定参考。
关键词：连续钢构桥梁；桥梁施工；线性控制方法
前言
连续刚构桥在桥梁设计及建设过程中具有多重优势，近年来随着社会的发展，我国桥梁建筑工程当中对连续刚构桥梁应用的越来越普遍。该类型工程在设计施工过程中，越来越看重施工控制，而施工线性控制是施工控制的重要环节，需要加强关注，以此有效保障工程建设质量。本文结合梅川洮河特大桥跨212国道项目工程，深入探讨连续刚构桥梁施工线性控制方法，促使此类型桥梁在建设当中更加科学、可靠。
1 工程概况
梅川洮河特大桥上部结构为45m+82m+45m双幅预应力混凝土箱形变截面连续刚构，边中跨比为0.55，箱梁根部梁高5m，跨中及端部梁高2.2m，梁高按1.8次抛物线变化；横断面为单箱单室直腹板箱梁，箱梁顶板宽12m，底板宽6.5m，悬臂长度2.75m。主梁横坡由腹板高度调整，底板保持水平，顶板横向设置2%的横坡。悬浇段最大重量127t，箱梁采用纵、竖向预应力体系。主桥范围桥面铺装从下向上采用防水层、10cm沥青砼铺装。桥面横坡为单向2%，由箱梁腹板高度调整。施工方法采用成熟的悬臂浇筑施工法，即先浇筑主墩及0号块，接着采用挂篮进行各节段悬臂浇筑施工，然后再进行合龙段浇筑，最后施工二期铺装成桥。
2连续钢构桥梁施工线性控制方法
2.1大跨径预应力混凝土梁桥的线形控制
目前，大跨径桥梁施工中越来越重视施工控制这一关键环节，并更加关注施工控制当中的线性控制。线形控制是施工控制的主要部分，其目的是保证桥梁在运营一段时期后，线形满足设计要求。 大跨径预应力混凝土梁桥的线形控制主要采用预抛高的方法，即在建造期间通过设置预拱度来抵消桥梁长期下挠变形[1]。然而，由于混凝土材料的变异性、混凝土收缩徐变、预应力损失难以准确计算、施工中模板定位误差较大、预应力管道位置偏离设计较大等等不确定因素，使得预抛高值取多大难以准确确定。鉴于人们对跨中下挠问题的担心，目前，预抛高值常常宁大勿小，大跨径预应力混凝土梁桥预抛高一般达到L/1500~L/1000。
常用的立模标高计算公式为：立模标高=底板下缘设计标高+成桥预拱度+施工预拱度+调整值。连续刚构桥预拱度分为施工预拱度和成桥预拱度，设置施工预拱度主要为了消除施工过程中各种荷载对成桥线形的影响，设置成桥预拱度主要为了消除后期运营过程中后期收缩、徐变、后期预应力损失及汽车荷载对桥面线形的影响。
2.2优化调整预拱度值
采用挂篮悬臂浇筑连续刚构桥，其成桥预拱度应考虑表1所列因素的影响。
表1 连续刚构桥成桥预拱度的主要影响因素
注：+表示向上设置预拱度，—表示向下设置预拱度。
为了防止后期由于收缩徐变引起得跨中下挠，根据目前国内连续刚构的监控经验，一般的计算方法是：f=(L/1500～L/1000)+1/2静活载挠度(L/1500～L/1000这个数值一般是监控单位与业主施工单位在大桥施工前确定)，这个是中跨跨中截面的成桥预拱度值，其他截面的成桥预拱度按经验的余弦曲线(或者二次抛物线)进行分配，边跨1/4截面的成桥预拱度值为f/4，其他截面的成桥预拱度值也同样按经验的余弦曲线(或者二次抛物线)进行分配。
3 合理进行结构计算
首先，需要按照结构计算有限元模型（图1）进行科学计算。模型当中的主梁为预应力混凝土结构，有限元计算时将结构离散为89个梁单元。施工阶段作用荷载当中，施工挂篮为660kN，合龙吊架为250kN。计算参数当中，锚具变形、钢筋回缩为6mm，塑料波纹管摩阻系数μ=0.17，孔道偏差系数k=0.0015，松弛系数为0.3。主桥0#块及3m长的边跨现浇梁段在支架上浇筑，其余梁段均采用悬臂浇筑法施工。
根据本桥的施工特点，一个标准梁段(如i节段)的施工过程分为三个计算工况，即前移挂篮、浇注第i号梁段混凝土和混凝土待强，张拉i号梁段预应力束。合龙段的计算工况为：（1）后移和拆除悬臂施工挂篮；（2）上合龙吊架，并在悬臂端加水箱配重；（3）立模、绑扎钢筋，在合龙温度锁定，浇筑混凝土并适时放水；（4）混凝土强度达到设计强度的90％以后且养护不少于7天时张拉合龙段及底板钢束。施工阶段和运营阶段(算至成桥后10年)的整个计算共分为60个工况。
图1 洮河特大桥有限元模型
4 科学计算变形值
不论采用什么施工方法，桥梁结构在施工过程中总要产生变形，并且结构的变形将受到诸多因素的影响，极易使桥梁结构在施工过程中的实际位置(立面标高、平面位置)状态偏离预期状态，使桥梁难以顺利合龙，或成桥线形与设计要求不符，所以必须对桥梁进行施工控制，使其在施工中的实际位置状态与预期状态之间的误差在容许范围和成桥状态符合设计要求[2]。该工程设置的施工预拱度由下面的公式进行说明：
f_si=〖∑f〗_1i+〖∑f〗_2i+f_3i+f_4i+f_5i+f_6i+f_7i+f_8i+f_9i+f_10i+f_11i
公式当中的
为施工预拱度；
为本阶段块件生成后和以后各阶段挠度累计值；
为本次浇筑梁段及后浇梁段纵向预应力钢束张拉对该点挠度影响值；
为二期恒载挠度；
为结构体系转换；
为挂篮自重及变形；
为墩身压缩变形；
为前期收缩、徐变挠度值；
为温度影响；
为墩顶转角影响；
为施工荷载产生挠度；
为支架弹性、非弹性变形。
边跨支架在施工时应严格要求用同等边跨现浇段及施工荷载重量预压，消除地基不均匀沉降，测定支架弹性、非弹性变形，并在边跨现浇段中预留其变形。施工预拱度是根据图纸的各种参数，通过模型正装计算、施工阶段模拟的初步施工预拱度，不包括挂篮变形值，而且随着施工进度、现场采集数据进行误差分析，修改模型设计参数，进行动态调控。
5 完成联测
在悬灌快要达到合龙标准的时候，要提早完成对应联测，防止合龙段相应梁段产生的绝对差比较大[3]。基于此，需要在实际施工当中，严格依据施工工序与标准进行规范化操作，并加强控制和管理联测方面，以此有效确保连续刚构桥施工质量合格，同时促使整体能够保持较为良好的美观度。
6 控制结果
通过理论分析计算，在整个施工过程中混凝土所受最大拉应力为0.8MPa，小于1Mpa。最大拉应力位置出现在边跨，主要是由于考虑了十年的混凝土收缩徐变的缘故。主梁最大压应力10.4Mpa，在施工过程中所标定的测量截面内均未出现应力超限的情况。
7 结束语
连续刚构桥梁在实际施工当中，涉及到的工艺非常多，整体工程建设较为复杂，为了有效控制工程建设质量，需要加强施工线性控制。在连续刚构桥梁施工线性控制过程中，结构形变以及具体计算都会受到各种因素的干扰，影响控制结果。基于此，施工人员要在施工控制当中加强对比并分析各方面参数与数据，将偏差有效的控制在合理范围之内，保障后续合龙的顺利进行。
参考文献：
[1]周珍军. 桥梁施工中大跨径连续刚构线性控制技术[J]. 交通世界, 2017(10):96-97.
[2]蒋建波. 桥梁施工中大跨径连续刚构线性控制技术要点研究[J]. 工程技术:文摘版, 2016(10):00242-00242.
[3]冯晓丹. 高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制[J]. 科学技术与工程, 2017, 17(27):285-289.
论文作者:王学海,杨振峰,谢国志
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/12
标签：桥梁论文; 预应力论文; 挂篮论文; 线性论文; 混凝土论文; 悬臂论文; 线形论文; 《基层建设》2018年第22期论文;