1.身份证号码：43060219870607xxxx
2.身份证号码：34260119920508xxxx
3.身份证号码：43060219900919xxxx
4.身份证号码：44172119900205xxxx
苏交科集团广东检测认证有限公司 苏交科集团股份有限公司
摘要：预应力混凝土现浇箱梁在我国公路、铁路桥梁中已经有较为广泛的应用，但国内跨径超过60m的现浇箱梁较为少见。如何合理设置跨径超过60m的现浇箱梁底模立模标高，成为保证梁体在浇筑、张拉及拆除支架过程中变形可控，拆架后梁体达到理想标高的关键问题。本文结合64m现浇箱梁左右幅施工案例，对左右幅采用不同立模指令后变形情况进行对比分析，总结了64m 现浇箱梁底模立模标高设置的关键因素，希望能对同类型桥梁施工时的底模立模标高设置提供参考。
关键词：64m现浇箱梁；立模标高；立模指令；关键因素
引言
本文首先根据64m现浇箱梁设计文件，对于箱梁浇筑、张拉及拆除支架等施工阶段进行模拟，建立施工监控有限元模型，将右幅64m现浇箱梁在浇筑后、张拉后及拆除支架后的实测变形数据与监控模型中相应施工阶段的变形理论数据进行对比，分析施工过程中会对梁体变形产生影响的因素；之后根据右幅分析结果，调整监控模型，得到左幅64m现浇箱梁的立模指令；最后将左幅64m现浇箱梁在浇筑后、张拉后及拆除支架后的实测变形数据与右幅64m现浇箱梁及监控模型中相应施工阶段的变形数据进行对比，总结64m混凝土现浇箱梁底板立模标高设置需要注意的关键因素，可为同类桥梁施工控制提供理论依据。
1 工程背景
北江特大桥主桥桥跨组合为（64m+80m+150m+80m）预应力砼连续-刚构桥。汕头岸 27-28#墩64 m边跨，处于变宽范围内，且左右幅不一致，为了保证有效地与80m边跨对接，64m边跨采用单箱单室截面，采用3.5m等梁高截面；左幅顶板宽度变化范围为16.25 m~16.45 m，右幅顶板变化范围为16.25~19.45m，左幅翼缘宽度3.5 m，右幅翼缘宽度自28号墩中线由3.5 m渐变到27号墩中线处的4.2m，箱梁顶板设置为单向横坡。腹板由90cm过渡为70cm，顶板厚度为32cm，底板厚度为35cm，在距离28号连续墩中线13.00m处由35cm加厚到70cm（距离墩中心线1.25 m处，墩顶横梁纵向宽2.5 m）。27-28#墩采用钢管桩+桩顶分配梁+贝雷梁+方木肋施工。钢管桩采用A630
8，分配梁采用500mm高的箱梁，分配梁上面布置贝雷梁，贝雷梁上面铺方木竹胶板。
图1 64m现浇箱梁立面图
2 建立施工监控模型
根据北江特大桥设计图纸，利用桥梁有限元分析软件midas civil建立施工监控模型，主梁和桥墩都采用梁单元进行模拟，主梁采用C55混凝土，主墩采用C50混凝土，全桥共建立了134个节点，131个单元。针对64m现浇箱梁，根据钢管桩的刚度，在边界条件上增加了节点弹性支承来对于支架进行模拟；同时施工阶段分析中，将64m现浇箱梁的施工阶段划分为浇筑后、预应力束张拉、拆除支架三个工况，将每个施工阶段梁体实测的变形、应力数据与监控模型中对应的施工阶段下的变形、应力数据进行对比分析。主桥midas civil监控模型如图2所示：
图2 北江特大桥有限元模型
3 64m现浇箱梁的立模指令
北江特大桥左右幅皆为64m支架现浇箱梁，且右幅现浇段先于左幅现浇段施工，根据右幅已经施工梁段的监控数据，左幅立模指令比右幅立模指令增加了调整值项。为了更加完整地说明支架现浇箱梁的立模指令，以左幅现浇段跨中位置的立模指令，左幅现浇箱梁的立模指令见表2。
表2 左幅立模指令构成表
设计单位复核立模指令中的梁底成桥设计标高数据；施工单位严格按照梁体自重1.2倍分级加载，进行预压。预压完成并消除支架非弹性变形后，施工方整理支架弹性变形数据，及时提供给监控单位；对于施工预拱度项，监控单位按照主梁各项实测力学及物理参数，调整监控模型，计算施工阶段累计变形数据，根据数据取反号得出施工预拱度；对于调整值项，根据已施工的梁段下挠实测数据，适当增加数值；根据以上所提到的四项指标，将四项指标数据进行累加，得到现浇段梁底立模标高。
4 左右幅现浇箱梁拆架后梁体下挠情况说明
根据施工监控模型，给出右幅64m现浇箱梁跨中位置的立模标高为39.399m（其中梁底成桥标高为39.384m，支架弹性变形为0.010m，施工预拱度为0.005m，调整值为0）。在右幅现浇段浇筑、预应力束张拉及拆除支架这些工况完成后，对跨中顶板布置的主梁变形测点标高进行测量，并将每个工况前后梁体的变形实测值与理论值进行对比，具体的数据见表3。
表3 右幅64m现浇箱梁各工况变形监控数据（单位：m）
（注：实测高差为前后施工工况梁体标高测点差值，偏差值为梁体实测高差与理论高差差值）
由表3支架拆除后梁体变形数据可以看出，梁体实测变形差值与理论差值存在-0.044m的差值，说明梁体在拆除支架后变形值超出了监控允许的±0.020m变形误差范围，梁体标高没有达到控制要求。
针对右幅64m现浇箱梁梁体在拆除支架后变形超出允许的±2cm误差，参建方从弹模、临时堆载、管道偏差系数及预应力损失等可能会使梁体变形产生影响的因素出发，分析右幅现浇箱梁拆架后下挠过大的原因。利用midas civil软件，将弹摸减小到3.45
、跨中位置施加15t临时堆载、管道偏差系数增加到0.0025/m及预应力存在20%的损失后的参数代入监控模型中，对于梁体在支架拆除后的变形及应力情况进行重新计算，并与未调整前的监控模型在同工况下变形数据进行对比，具体数据如图3：
图3 监控模型调整前后变形数据对比图
由图3数据可以，当以上种种不利情况同时出现时，支架拆除后跨中节点竖向下挠计算值将比调整前增加0.027m，达到-0.051m，与实测高差（-0.066m）存在-0.015m的差值，说明以上因素对于梁体下挠产生的影响较大。
根据右幅64m现浇段梁体下挠的实测数据结合分析结果，左幅64m现浇段立模之前将计算模型重新进行调整，计算模型中将预应力进行折减，增大管道偏差系数，考虑施工过程中的临时堆载，同时对于左幅现浇段支架预压数据进行了严格监测。在得到左幅支架预压数据后，参建方及时对左幅立模指令数据进行讨论，根据右幅现浇段监控数据，确定了左幅的立模指令数据。以左右幅跨中立模指令数据为例，左右幅立模指令中主要数据调整见表4：
表4 左幅64m现浇箱梁指令数据调整表（单位：m）
（注：调整值主要是考虑到墩柱沉降、支座压缩变形及支座安装空隙会增加梁体刚体位移）
由表4可知，在跨中截面（K150+778）位置，左幅预抬值与右幅预抬值总差值为3.6cm，在左幅（64+4）m现浇段浇筑、张拉及拆架这些工况下，对于主梁顶板标高都进行了观测，具体数据见表5：
表5左幅64m现浇箱梁各工况变形监控数据（单位：m）
由表5可知，在左幅现浇段拆架后，梁体跨中位置各测点的平均高程较浇筑前下降了0.049m，与左幅总预抬值仅相差0.002m，说明在对右幅各施工阶段梁体变形进过计算分析后，根据分析结果进行调整后的左幅立模标高准确，与梁体施工阶段变形基本吻合，可以保证梁体的线性与理论线性保持一致。
5 结论与建议
本文以北江特大桥64m现浇箱梁段为例，基于Midas软件模拟的64m现浇箱梁的施工阶段变形数据及各个阶段监控实测变形数据探讨了影响跨径超过60m的现浇梁施工预拱度的关键因素，得到的结论如下：
（1）跨径超过60m的现浇梁在施工前一定要做好支架预压的工作，并保证支架弹性变形数据的真实性；
（2）跨径超过60m的现浇梁在立模前要考虑预应力可能在施工过程中存在一定程度的损失，同时要考虑临时堆载，管道偏差系数增大这些因素。施工预拱度的计算应将监控模型中的预应力进行折减、并考虑临时堆载、管道偏差系数增大这些因素，根据调整后的参数计算施工预拱度；
（3）跨径超过60m的现浇梁在立模前应考虑墩柱沉降，并根据支座类型，考虑支座压缩变形及支座安装空隙等因素，适当增加调整值；
（4）桥梁施工时的实际状态可能与理论状态不一致，预拱度的设置必须根据实际的施工状况进行计算，通过前期理论上的预测与后期实践中不断的调整来实现对桥梁的控制。
（5）本文可为同类型桥梁进行施工时底模预抬高量的设置提供参考。
参考文献：
[1]JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
[2]JTG D60-2015 公路桥涵设计通用规范[S].
[3]JG/T194-2009 钢管满堂支架预压技术规程[S].
论文作者:方佳1,程才2,周超3,孙光传4
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/27
标签：现浇论文; 数据论文; 标高论文; 支架论文; 指令论文; 模型论文; 预应力论文; 《基层建设》2019年第18期论文;