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摘要：文中以乌江特大桥为工程背景，对线形控制中影响立模标高的关键因素进行了研究，并提出了控制实现的方法。运用该控制方法实施该桥变形监控取得了较好的结果，证明了该控制方法的正确性和有效性。
关键词：桥梁；大跨连续刚构；施工控制；线形
大跨度连续刚构桥常常采用悬臂现浇法施工，在施工过程中桥梁的线形受到很多不确定因素的影响（如设计计算模型、材料的物理及力学性能、施工精度、施工荷载和大气温度等）。对于悬臂施工的大跨连续刚构桥，由于已浇筑梁段后期无法调整，施工过程中的线形控制显得尤为重要，而线形控制又以立模标高控制为主。本文结合乌江特大桥对线形控制中影响立模标高的关键因素进行分析研究，通过对施工状态进行实时识别、调整和预测，使成桥后桥梁的线形符合设计的目标线形，保证施工质量和桥梁精确合龙。
1、工程概况
乌江特大桥位于贵州省沿河至德江（S25）高速公路上。本高速公路系贵州省规划的“三横四纵五连线”中的第二纵的重要组成部分。乌江特大桥为分幅设计，全长741m，左右幅主桥为98m+180m+98m的连续刚构桥（见图1），主桥上部箱梁为变截面单箱单室截面，最大梁高11.5m，最小为跨中4.0m；下部为空心薄壁方墩，最高墩高107.799m。全桥平面位于直线段，纵坡为2.0%，横向为双向2.0%的横坡，设计行车速度80Km/h。
2、理论计算
乌江特大桥采用MIDAS CIVIL对桥梁进行分析计算，并以《公路桥梁设计通用规范》（JTG D60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）为标准，按全预应力混凝土结构进行验算。结构的离散除墩顶受力复杂处和薄壁墩外，其余都按主梁施工阶段划分。共划分为187个节点，176个单元。主梁与墩的连接、合龙段刚性支撑以及横系梁均采用刚臂连接处理。永久支承通过约束支承点的自由度模拟，临时竖向支承用桁架单元模拟并承受竖向力作用。根据施工图纸中的施工工序，本计算共划分为28个施工阶段及1个运营阶段，共计29个计算阶段。
3、线形控制实施及方法
3.1、立模标高的确定
在主梁的悬臂浇筑工程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线形是否平顺、是否符合设计要求的一个重要问题，如果在确定立模标高时考虑因素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终桥面以及底板线形较好。
随着悬臂的伸长，各参数对挠度的影响程度逐渐加大，其中主梁节段重量及预应力对梁的挠度起主要作用。短悬臂节段（1#～5#）由于刚度较大，箱梁受温度影响挠度变形不大，立模标高采用式（1）计算。进入主梁中长悬臂施工阶段后，由于悬臂增长，节段重量引起挂篮更大的附加变形，预应力对梁的上拱度作用没有理论计算的大，立模标高的计算公式需要逐步修正，主要考虑挂篮附加变形和预应力引起的挠度变形调整值。
3.2挂篮变形量
浇筑砼时，挂篮变形量是一个重要的影响量，预测挂篮在下一阶段浇筑施工的变形量从而调整预拱度，是线形监控的关键环节。乌江特大桥找出挂篮自身变形量的一般方法是在挂篮使用前进行试拼及加载试验。根据梁段最大重量及最大施工荷载采取分级加载、依次卸载的方法测量其对应的挠度变化，绘制荷载-挠度对应关系曲线，预测下一阶段挂篮的变形值。
但由于浇筑施工过程中挂篮自身连接部位的松动而引起非弹性变形，这部分变形是个随机量，不能准确计算且量级上接近弹性变形，因此，这种预测方法很难获得比较准确的量值，往往与实际变形有一定的误差。在实际的线形控制中，为了减少这种误差，可以先找出浇筑施工时梁体的真实挠度，再从实测数据中剔除挂篮的变形量。
3.3预应力束张拉效应
对于大型预应力砼桥梁来说，长预应力束效应的摩阻损失是一个重要的问题，理论模型的计算与实际作用效果常存在不可忽略的误差。根据乌江特大桥左幅按照有限元计算得出的预应力张拉理论值与预应力束张拉后实际上台值的比较，长预应力束张拉效果的误差必须引起重视。乌江特大桥现场预应力束张拉采用柳州联桥智能张拉设备进行张拉控制，同时通过使用柔性较强的塑料波纹管降低预应力束与孔壁磨阻带来的损失。
3.4施工现场荷载和温度影响
施工现场立模时常面临施工临时荷载以及温度影响。对临时荷载影响，乌江特大桥施工过程统一要求施工队伍将施工荷载堆放在梁端，尽量减少
梁体悬臂前端的临时荷载；对温度的影响，可以尽量要求在太阳出来之前的清晨进行测量，既减少了温度梯度对高差的影响，又可合理分配当日工人作业内容。特别是长悬臂状态的标高放样对温度的要求很苛刻，最好是与设计合龙温度接近。但在现实中因为各种因素的影响，是无法完全排除这些影响的。如果按前期计算出的理论值立模，那么必然会使梁体线形不顺畅，产生折线。
为了解决这些问题，乌江特大桥施工监控中采取如下措施：施工前期，左幅1～15梁段立模前，先由施工现场的情况预计下一节段立模时温度和施工荷载可能的干扰，采取有限元仿真加载计算，对下阶段立模标高进行修正。施工监控中后期，由于左右幅同时施工，而且悬臂加长，施工荷载国语繁杂已经无法准确模拟，而通过理论计算精确求出温度对挠度的定量影响又十分复杂，因此，不易给出某一温度下的绝对立模标高，故采用相对高差立模的方法解决施工现场的影响。
跨中预应力砼连续刚构，砼收缩徐变特性极为明显，许多桥梁修建几年后，跨中产生较大的附加挠曲，箱梁开裂等影响桥梁的正常使用，甚至危及桥梁的安全。对收缩徐变影响的估计需依据工程经验，留出合理的后期附加变形量。借鉴过去在大中跨连续刚构桥梁监控中的成功经验，乌江特大桥合理地预估收缩徐变的后期变形量，跨中标高扣除二期恒载，仍留有8.3cm的预拱度，可基本满足后期砼徐变收缩、预应力损失等变形的要求，从而确保桥梁在长期的运营节段能够保持平顺的线形和合理的内力状态。
5、结语
受各种因素影响，各施工节段主梁挠度的理论分析值与实际挠度有一定偏差，应在施工过程中逐步修正理论值。否则，由于误差的积累，最终主梁线形将偏离设计线形。
确定各节段的立模标高时，特别是长悬臂节段，要结合温度和施工荷载影响值进行修正，否则极易导致主梁线形偏离设计目标。
采用本桥的变形控制方法，在大桥合龙后，桥面线形顺畅，各合龙段顶（底）板标高差最大值为1.0cm，大多数点的标高差小于1cm，合龙精度较高。成桥后桥梁的线形完全符合设计的目标线形。
参考文献：
[1]向中富.桥梁施工控制技术[M].北京：人民交通出版社，2011
[2]向木生，张世彪，张开银.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].中国公路学报，2009（4）
[3]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京：人民交通出版社，2010
作者简介：
熊斌（1988-12），男，汉族，山西大同人，本科，助理工程师，研究方向：土木工程
论文作者:熊斌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/10/31
标签：线形论文; 乌江论文; 标高论文; 预应力论文; 挂篮论文; 挠度论文; 悬臂论文; 《基层建设》2017年第20期论文;