杨艳飞

(贵州路桥集团有限公司)

预应力连续梁桥悬臂施工控制分析

杨艳飞

(贵州路桥集团有限公司)

预应力混凝土连续梁可以解决跨越大江大河的问题，因此近年来修建需求剧增，其主跨跨径要求越来越大，所以此类型的桥梁施工技术面临越来越多的挑战。悬臂施工法是修建该种桥梁的主要手段，但是此法修建的桥梁主梁体内容易产生复杂的应力应变，所以需要谨慎对待。结合实际生产建设案例对预应力连续梁悬臂施工进行分析。

预应力连续梁;悬臂施工;控制分析;应力监控

1 工程概况

北盘江特大桥位于贵州省六盘水市水城县发耳镇和营盘乡交界处，北盘江为其界河，桥址水城岸(北岸)属于发耳镇跃进村石板寨，盘县岸(南岸)属于营盘乡红德村。本桥起点桩号 K30+747.5，终点桩号 K32+002.5，全桥长1 261 m。其中主桥82.5 m+290 m+82.5 m 为预应力混凝土斜腿连续刚构，引桥采用预应力混凝土T梁先简支后结构连续或刚构的形式。本项目是该桥前半段第7A合同段，路线起点桩号为K30+700(引道路基起点桩号)，终点桩号为K31+345(主跨中心桩号)°施工主要内容包括:段内除接易拉嘎隧道出口端桥台有部分路基外，其余均为正桥部分。连续梁采用纵、竖、横三向预应力，C50混凝土。全桥选择对称悬臂浇筑、边跨合拢、中跨合拢顺序。

2 控制模型的建立

本桥采用桥梁专用软件MIDAS/CIVIL建立连续梁的整体模型，并应用该软件模拟出在施工过程中梁段的混凝土浇筑、预应力筋的张拉、挂篮移动等具体因素的影响，并进行施工过程中的应力应变的计算和检验工作。本桥连续梁主桥共划分108个单元，所以单元采用梁单元。固结整个结构的墩底，梁的两端约束为滚动支座，墩梁实行约束。

3 主梁线性监控

3.1 施工线形控制的原理

根据计算提供梁体各截面的最终挠度变化值和检测结果，设置施工预拱度，据此调整每节段的模板标高。用以下公式计算

式中:Hi第i梁段的实际立模标高;H1为第i梁段的设计标高;H2为设计预拱度;H3为施工调整值。

3.2 悬臂施工线形控制方法

建立控制点，在47#、51#墩0#块中心设平面控制点及高程控制点，始终以此作为全桥线形的控制点，桥梁施工期间定期或不定期的进行复核以监控点位是否发生位移。

3.2.1 梁段轴线控制

箱梁各节段平面位置控制要点为挂篮行走和就位后的轴线控制，为精确控制挂篮行走轴线位置，轨道铺设必须经过精确的定位，挂篮滑动到位后再用全站仪对挂篮轴线进行测量，挂篮实际轴线和设计挂篮轴线的误差不得大于10 mm。经检查无误后，将挂篮后锚固锚紧。

3.2.2 梁段长度控制

挂篮就位后，用全站仪放样定出梁段的端头截面，放样完后用钢尺从已浇筑的梁段的端头量放样点处，校核全站仪放样的结果。这样既可保证梁体端面的垂直度又能保证梁段的长度，施工时要严格按照放样点控制端头模板。

3.2.3 测量方案

全桥在平面内位于直线上，在纵断面内位于0坡度的直线上。为保证全桥精确合龙，采用如下方案。

(1)在47#、51#墩0#块施工时预埋0#块中心点位钢板，采用10×10 cm，δ=10 mm的钢板，顶面与梁顶面平齐。底面焊接四根φ12钢筋，长度为30 cm，端部带弯钩。

(2)0#块施工完毕后，精确放出中心点，并刻痕标记，作为穿线控制点，并与高级控制点联测无误后，记录该点数据，作为平面控制点。

(3)确定中心点位后，可于钢板上焊接小于1 cm高度的φ20钢筋头，将顶部打磨圆，作为箱梁高程控制点。

(4)从地面高级控制点通过三角高程分别引设高程到高程控制点上，然后在桥面上采用二等水准要求联测，并平差，记录结果，作为高程控制点。

(5)定期或不定期的对控制点进行复测以保证点位没有被破坏。

(6)轴线采用经纬仪穿线，距离采用全站仪量测;高程以0#段上所设的水准点为控制点进行测量。

4 主梁应力监控

应力监控的目的通过及时监测连续梁的受力部位在施工工序中的实际受力情况，提供安全的施工条件，也为运营阶段的监测工作奠定基础。

4.1 应力监控仪器

采用振弦式应变传感器用于监测混凝土的应变，其灵敏度、精度及稳定性在同类产品中都很出色，在土木领域得到广泛应用。本项目采用XJH-3型埋入式混凝土应变传感器和相匹配的的PZX-6T振弦频率仪。

4.2 应力监控断面布置

在分段施工的最不利部位是连续梁悬臂施工应力监控的首选部位，依据桥梁结构参数和施工具体方法可以得到应力监测截面的具体位置。

4.3 应力监控影响因素

(1)传感器的安装

混凝土浇筑和振动捣实时，传感器有时受到不同方向的挤压发生轴线偏离，使得测量值偏小。

通过截面尺寸和上、下缘的实际测量应力可以修正上下位置引起的传感器差异;不能修正传感器方位带来的随机误差，但是其影响较小，可以忽略。

(2)混凝土弹性模量

用到混凝土的弹性模量，把应变转化为应力时就会，它的取值通常是一定值来自于相应规范。但混凝土的弹性模量是随时间的推移而发生改变，因加载龄期不同，混凝土的塑性变形会而有很大区别，因此，混凝土的弹性模量应根据相应阶段的试验取值。

(3)温度

混凝土会热胀冷缩受温度的影响，温度升高，弦张力降低;温度降低，弦张力增大。应力和温度同时存在时，传感器的读数包含外界形变和温度变化，故进行修正测试数据时，要除去温度的部分影响。

［1］范立础.预应力混凝土连续梁桥［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［2］张继尧，王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［3］徐岳，王亚君，万振江.预应力混凝土连续梁桥设计［M］.北京:人民交通出版社，2005.

［4］ 雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［5］ 任和生.现代控制理论及其应用［M］.北京:电子工业出版社，1992.

［6］唐弘玻.浅析桥梁施工监控的重要性［J］.知识经济，2009，(13):85.

U445.7

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1008-3383(2014)03-0102-01

2013-12-13

杨艳飞(1987-)，男，河北人，助理工程师，研究方向:土木工程。