龚景森
广东冠粤路桥有限公司 广东广州 511450
摘要：随着科技以及建筑工程施工技术的不断发展，挂篮悬臂施工已经成为了当今社会大跨度桥梁施工建设的重点施工方式。预应力混凝土连续刚构桥在运用挂篮悬臂浇筑施工的过程中，怎样控制好各个施工环节的挠度，计算好每个梁段在施工当中的预拱度，让桥梁达到理想的线形至关重要。本文主要探讨了预应力混凝土连续刚构桥挠度的主要影响因素，并提出了连续刚构桥梁施工技术要点以及挂篮悬浇施工挠度控制方法，希望可以为预应力混凝土连续刚构桥挂篮悬浇技术提供一定的借鉴。
关键词：预应力混凝土；刚构桥；挂篮悬浇；施工技术
1.引言
大跨度预应力混凝土连续刚构桥一般利用逐段对称挂篮悬臂浇筑施工，在施工的过程中需要经过分段悬臂浇筑所形成的T形静定结构以及合拢体系转化成各阶段的连续梁体系。在施工的过程当中，挠度的控制对于合拢段两侧的标高控制十分重要，因此需要准确的控制挠度，设立好预拱度，以此确保在一个跨径内把需要合拢的两端控制在同一个水平线上，从而使桥梁上部结构经历反复的向上或者向下的挠度之后，达到设计所预期的标高线形。只有在施工的每个阶段都控制好挠度，才可以使得成桥线形达到规定的设计要求，进而完成施工控制的目标。
2.预应力混凝土连续刚构桥挠度的主要影响因素
挂篮悬浇的施工过程当中影响挠度的因素重点包含：施工过程中的一期恒载、施工临时荷载、悬浇挂篮与模板设备的自重、人群荷载、环境温度的变化、湿度变化、基础沉降以及施工引起的误差等。在这些因素当中还包括众多模糊不清以及随机变化的情况，比如混凝土自身的弹塑性性能、收缩与徐变的性能；每个阶段施工周期的不确定性使得混凝土的加载时间发生变化；预应力钢束的应力损耗；结构内外温差；施工临时荷载以及预应力筋张拉与锚固的随机变化，使得准确计算挠度的变化变得异常困难。在悬臂施工的过程中，预应力钢束的张拉应该在节段形成之后分步完成。每一部分受力筋张拉锚固的时候，对于已经形成的悬臂结构上的每个节点都会产生一定的位移，可以依次计算每部分锚固受力筋对于悬臂结构上各个节点引起的总体位移，然后利用叠加原理计算全部锚固受力筋对悬臂结构上各个节点所产生的总位移，以此计算出对应力筋张拉锚固的预抬高值。
3.连续刚构桥梁悬浇梁施工技术
图1 连续刚构桥梁悬浇梁施工技术图示
3.1挂篮的选型
挂篮设计过程中，依据其能承受的最大梁段重量以及施工荷载，挂篮选择的过程中，要依据其最不利的荷载进行加工设计，设计的挂篮要具有受力明确、结构简单的特点，其中部及前端的工作面是比较开阔的，混凝土的运送可以在挂篮中部开展，这使得钢筋的吊装及轨道的安装非常方便，对于施工进度的提升具有积极的作用。
3.2挂篮前移
当已经浇筑的梁段混凝土的弹性模量及混凝土强度达到相关的工程设计要求后，纵向预应力筋施工完成之后就需要进行挂篮的前移，其主要步骤为：连接长轨道、将底模平台后横梁应用手拉葫芦悬吊在外模走行梁之上；将底模平台后吊杆予以拆除；下放前吊杆、悬吊滚轮及外模走行梁前吊杆，使得底模平台与外侧脱模；将挂篮后锚进行拆除；在轨道前端进行手拉葫芦的安装，并牵引主构架的前移，使其带动外侧模及底模平台的前移。
3.3挂篮加载预压
3.3.1预压目的
由于挂篮结构弹性，构件连接缝隙等因素影响，在箱梁悬浇过程中会引起挂篮前端下挠，因此挂篮安装完成后，需模拟箱梁实际荷载分布情况进行堆载预压，根据预压标高及卸载后标高确定其弹性变形及非弹性变形。预压可检验挂篮的合理性及结构的可靠度，并消除非弹性变形，测出弹性变形，为确定各悬浇号块预抬值提供依据，同时预压也是挂篮施工安全施工的保证。
3.3.2预压方法
预压是利用土袋或沙袋、水箱等材料模拟实际荷载分布堆载对支架进行压载试验的一种方法。主桥箱梁预压重量按照最重悬浇梁段荷载120%加载，压重材料主要是采用沙袋。堆载前先在底模板主要受力位置上布设观测点，并测量其标高和平面位置，压重的先后顺序按照混凝土的浇注顺序进行，先浇注混凝土的部位先压重，后浇注的部位后压重，挂篮预压荷载全部加载完毕后再次观测数据并记录，然后按照6h、12h、24h观测3次，相隔24小时的预压沉降量观测平均值相差不大于1mm，认为挂篮预压已达稳定，可以卸载，卸载后再次测量标高，根据加载前和卸载后的标高计算挂篮的变形量，作为预拱度设置的依据。
图3挂篮沙袋堆载布置示意图
4.挂篮悬浇施工挠度控制
4.1挂篮悬浇施工过程简述
在挂篮拼装完成之后，就可以进行安装模板工作。模板安装完成之后进行载重预压，预压的重量应该跟梁体与施工承载力的总和等重。与此同时，要对挂篮的挠度变形进行测量，再结合挂篮的挠度变形对挂篮的标高进行相应的调整，设立相应的预拱度。挂篮经过预压调整之后就可以进行混凝土浇筑，混凝土浇筑要严格按照设计要求，对两侧的悬浇块体进行对称均衡加载，偏载不能超过设计规定，因此两块混凝土需要实现对称才可以对其进行浇筑。在施工过程中，不管在浇筑阶段、挂篮移动阶段或者是挂篮拆除阶段都一定要维持对称平衡施工。在混凝土的强度等级得到80%设计强度的时候，就可以进行预应力的施工。预应力张拉的过程中要按照设计规定先长束、后短束。等到一组悬浇块完成施工之后，继续重复上面的步骤开展下一组梁体的悬浇施工。
4.2挂篮预压
挂篮自身的变形是结构悬浇施工挠度的控制当中一定要考虑到的因素，所以，挂篮预压是挠度控制的一个必备步骤。挂篮在梁顶安装完成之后再进行试运行以及预压测试工作。挂篮各个部位液压系统的试运行应该在梁段内开展，保证运行正常之后，再前移就位并锚固好，然后进行挂篮预压测试工作。挂篮预压的目的：检验挂篮的刚度、验证挂篮的可靠性；除去其非弹性变形；测试出挂篮在不同的承载力作用下的实际变形量，从而绘出荷载-弹性变形曲线，使得在挠度控制当中修正立模标高。
4.3进行挂篮原体观测
挂篮挠曲在抬高值当中占有非常大的比重，而且悬臂阶段的重量在不断变化。在施工的过程当中需要观察测量每一节段挂篮在浇筑混凝土的前后相对锚固端的变形情况，结合变形值确定下一节挂篮的预抬高值。当两端的重量以及长度发生变化的时候，挂篮前端的竖直方向变形也会有所变化，但是因为有的工程挂篮刚度比较大，所以变化不是很大，可以在施工的过程中进行检测与调整。挂篮在梁段悬浇施工的过程当中，底锚与中间的吊带承受的荷载比两边的吊带大，在浇筑完底板以及部分腹板的混凝土之后，增大的重量大部分都是由挂篮的底锚承受，施工当中应该注意底锚的可靠锚固。
4.4对悬臂梁变位进行监控的方案及其措施
项目部应该适时成立专门的监控小组对悬臂箱梁变位的监控进行加强，从而使桥梁的施工变化情况能够得以有效的控制。众所周知，我们进行的监控，其过程是一个倒装与正装相互交替的过程，目的就是为了对可能会影响到监控的不利因素进行消除，在施工的过程中，为了满足施工的要求，应该注意对必要数据的采集工作，并通过一系列的检测、计算与分析，合理的调整与控制悬浇两端的标高与偏位。在对标高进行控制的过程中，可以利用现代控制理论的紧逼法对其进行控制，也就是在施工的过程中，将标高的实测值与设计值二者进行比较，计算出实测值与设计值之间存在的偏差，同时对二者之间产生偏差的原因进行分析，从而准确的修正梁段的设计施工参数，使施工线形紧逼设计线形左右，从而实现对其准确控制。
5.结语
经过多年的探索与实践，大跨度连续刚构桥的挂篮悬臂施工工艺已经逐渐成熟起来，但是，在这其中，施工挠度的控制起着关键性的作用。尽管在各个阶段中，悬臂施工都会产生一定的挠度，且该挠度较为复杂，对其计算也有着较大的难度，但是，只要加强施工过程的跟踪观测，对产生的各种挠度变化的原因进行认真仔细的分析，对其变化的规律进行探索，并在日常施工的过程中采取一定的措施对其进行调整，将挠度偏差控制在较为理想的范围之内也是有可能实现的。
参考文献：
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[3]魏艳妮.浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].低碳世界，2014（15）：68-69
论文作者:龚景森
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/28
标签：挂篮论文; 挠度论文; 预压论文; 预应力论文; 混凝土论文; 悬臂论文; 标高论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;