1. 前言
连续箱梁悬臂浇注施工中,为控制梁体的整体线型,应准确地
定位施工中各段梁体顶面或底面模板的位置,在浇注混凝土前要根
据挠度值设置预抬高值,并将其与理论预挠度值进行比较,并不断
地根据前段混凝土浇注前后的挠度值修正和调整下段梁体立模标
高,确保各段高程误差满足设计要求。
若施工中梁体挠度控制不严,线形不顺,影响梁体外观质量,
合拢段出现高程误差积累,影响穿束工作,且增加钢束张拉阻力,
甚至增大梁体扭矩。为保证结构体系转换时的合拢精度和成桥运营
状况下的线形,必须对挠度进行精确计算和严格控制。本文结合某
连续箱梁悬浇实例,讨论了施工中挠度影响因素,提出适用的挠度
控制技术。
2. 工程概况
本工程内容为申江路(中环线-S2)高架专用道工程施工1 标
段,标段范围为K0+650 ~ K1+594,主要内容包括原中环线申江
路立交一联桥梁拆除重建,新建主线高架。本标段主线全长944m,
规划红线宽50-70 米。主线高架桥上部结构采用现浇预应力混凝土
连续箱梁,标准跨径为30m,标准梁高为2m ;下部结构采用带横
系梁的双柱式桥墩,基础采用群桩基础,基础与桥墩立柱间用承台
连接。线型控制包括施工挠度控制及平面控制。
3. 挠度控制
在主桥悬臂浇筑施工中,挠度控制极为重要,影响挠度的因素
主要有挂篮的变形、箱梁段自重、预应力大小、施工荷载、结构体
系转换、混凝土收缩与徐变、日照和温度变化等。挠度控制将影响
到合拢精度及成功与否,故必须对挠度进行精确的计算和严格控制,
在实际操作中采用计算机程序化控制。
3.1 挠度控制目标
悬浇过程中对桥梁的高程进行测量观测,应控制高程误差
≤ ±l0mm,悬臂合拢时箱梁相对标高允许误差≤ ±30mm。根据误
差允许范围和合拢精度要求,高程测量以Ⅱ等水准高程控制测量标
准为控制网,箱梁悬臂浇筑施工以Ⅲ等水准高程精度控制联测,偶
然误差不大于lmm/km。另外,控制目标必须是桥梁长期线形达到
设计竖曲线,在桥梁竣工时应保证足够的徐变预拱度。
3.2 预拱度设置
每段箱梁施工前,根据设计值和预压观测数据及张拉过程、合
拢后对梁体的影响进行预拱度设置,设根据实测数据不断修正设置
参数。
3.3 控制测点布置
本桥主墩高度为小于5m,刚度较大,施工过程对其墩顶高程
值影响不大。另外,由于对称悬臂施工,两侧悬臂端不平衡力矩很
小,不至于使墩顶发生倾斜。所以,将水准控制点高程引至主墩上
0 号节段顶面上。
在梁段前端部预埋设短钢筋,顶部磨平,高出模板5mm,作
为高程观测点。为正确反映悬臂段梁体端部挠度,把梁底标高作为
施工控制的目标。又为了便于观测,每节段变位监测点从梁底第4
测点经腹板引到顶板上第1 ~ 3 测点。同时,挂篮定位标高按梁底
待浇节段的最前沿横截面上的第4 测点定位。浇完混凝土后,通过
测量梁顶板预埋的钢筋头的标高与此时对应的梁高,建立梁底与梁
顶测点的标高关系,这样已浇梁段的梁底标高可通过梁顶标高的测
量值反算出来。
3.4 施工流程及高程观测步骤
施工流程为:0 群段施工一拼装挂篮一加载试压、调整高程一
浇筑l 样段一张拉压浆一移篮一加载试压、调整高程一浇筑2# 段
一张拉压浆一移篮,如此循环进行,直到8 节段。所以,每节段梁
包括三个基本施工环节:移篮、浇筑混凝土和预应力张拉。
施工中,施工方高程观测包括4 个关键工况,分别为挂篮立模
定位、混凝土硬化前高程、混凝土硬化后(预应力束张拉前)高程、
预应力束张拉后高程;而监理方高程复测应控制2 个关键工况:挂
篮立模定位和预应力张拉后高程。两部门应协调工作,分别做好梁
端高程观测和实测时间的记录,如观测结果与设计值有较大出入时,
应会同其他有关部门查明原因,及时校核和调整。
4. 施工高程控制
为了保证箱梁理论轴线高程施工精度,及时准确地控制和调整
施工中发生的偏差值,应选有经验的测量人员进行量测。
高程控制以Ⅱ等水准高程控制测量标准为控制网,箱梁悬浇以
Ⅲ等水准高程精度控制联测,选用高精度水准仪,其偶然误差不大
于1mm/km。
挠度监测的方法是在梁顶面的同一方向截面上预埋3 个测点,
为便于分析计算,其中1 个测点应较为准确地埋设于梁的中线上,
另外2 个测点对称于中测点设于两边,按照一定的时间间隔和每种
工况交界时刻对每一截面上3 个测点进行监测。并于浇筑混凝土前
1h,由专门技术人员复核、检查各控制点,确保混凝土浇筑前的控
制点立模标高、坐标,控制在2mm 以内,并注意混凝土浇筑前吊
杆倾角不能大于300,否则必须将挂篮旋转横移,确保调整就位后
的挂篮吊杆基本竖直。通过对监测数据的整理分析后便得知在每一
种工况下梁体随着时间推移的变形规律和变形量大小,每个梁段施
工过程需进行4 次监测,即立模完毕浇筑混凝土前、浇筑混凝土后、
预应力筋张拉前、张拉后。每次监测都需将以前所有的监测点进行
联测,绘出各监测点坐标、标高变化曲线,以便更好地修正理论分
析。据此推算下一步施工梁段应该预留的变形量,同时与设计值进
行对照,若发现异常现象应及时分析处理,否则便定出一个合理的
预留变形值进行施工放样。在每浇筑完3 个梁段后,全桥各临时转
点、水准点必须复核、闭合,尤其是主梁上的混凝土浇筑临时水准
点校核,必要时可进行适当调整。
5. 平面控制
与梁段的标高值一样,梁段的中心线位置也同样受到各种因素
的影响而发生变化。在实际操作中采取如下几种措施:
该桥设二等精度三角网,要求测角中误差符合规范要求。桥轴
线相对中误差为1/13000,基线相对中误差为1/260000。
计算出每个梁段中心线的起点、终点平面坐标值,输入计算机
待用。施工测量与控制测量相结合控制平面位置。施工测量就是预
先在施工完的梁段埋设中心基点,运用偏角法测量定出下一梁段的
中心位置。由于中心基点和所要测设的下个中心点受各种因素的影
响,均处于不稳定的状态中,所以要用该桥三角网进行梁段中心线
的复核测量,当复核误差大于5r 眦时应及时分析原因,及时调整。
三角网控制复测最好安排在夜间22 :00-7 :00 前,以减少日照对
线型的影响。对已施工完成的各梁段的中心也要按规定每天测量一
次,以掌握线型的总体变化。
6. 动态控制
将每次测量的实际高程、立模高程和设计高程及时进行分析,
识别影响桥梁线型的主要因素,判定系统误差,提出改进措施,指
导下一梁段的测量工作。
7. 结语
施工结束后,对桥梁中心线位置、梁底高程、梁上拱度与设计
值对比,均完全满足规范允许偏差,整个桥梁线型控制得相当完美。
连续箱梁线型控制是一项关键技术工程,应该在充分收集资料、频
繁监控获得参数的基础上科学分析,总结规律,从而制定预控方案
指导施工。
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