12、挂篮悬浇与支架现浇组合施工大跨度连续梁的线形控制周思锋

1、挂篮悬浇与支架现浇组合施工大跨度连续梁的线形控制桥隧工程有限公司京沪高铁项目周思锋摘要：沪宁城际铁路跨娄江（85+135+85）m三孔一联连续梁为全线最大跨度连续梁桥，采用挂篮悬浇与支架现浇组合施工，此类大跨度连续梁采用两种不同工艺的组合施工，主梁的线形控制非常关键，本文结合该桥主梁线形控制的施工实际，介绍连续梁的施工方案、线形控制的目的和要点、线形控制的计算分析方法，为同类桥梁的施工提供参考。关键词： 挂篮悬浇支架现浇大跨度连续梁线形控制随着工程技术的发展，挂篮悬浇和支架现浇施工已成为现代桥梁建造的主要施工方法，但挂篮悬浇与支架现浇相结合施工同一大跨度连续梁在国内还尚属罕见，此两种不同支撑体

2、系的施工，在桥梁的合拢精度以及成桥线形控制方面，难度较大，运营一定时间后能否达到设计所要求的标高，施工时预测上部结构在每一施工阶段的挠度，并根据实时监测值来分析、指导施工过程中每个阶段的行为，就非常重要。本文结合沪宁城际跨娄江特大桥的施工情况，介绍挂篮悬浇与支架现浇组合施工大跨度连续梁的线形控制，为同类型桥梁的施工提供参考、借鉴。1 工程概述沪宁城际铁路跨娄江特大桥为（85+135+85）m 三孔一联连续梁，采用挂篮悬浇与支架现浇组合施工， 2#主墩“ T”构共划分13 个节段，其中 1-8# 块采用挂篮悬浇施工，9-13#块采用支架现浇施工，3#主墩“ T”构采用支架现浇施工，箱梁为单箱单室

3、直腹板结构，箱梁顶板宽12.2m，底板宽7.0m，腹板厚度110-45cm，中支点最大梁高10.2m，边跨支点及跨中梁高5.83m，梁高按圆曲线变化，圆曲线半径R=497.368m。主梁采用纵、横、竖三向预应力体系， 0#块长 13m，梁高10.2m，混凝土共580m3，悬臂浇筑节块长度在4.0-5.0m ，悬臂浇筑最大节段混凝土方量为3115m, 最大悬浇重力 3000KN,支架现浇段长度为 16m、 19m、 25m，边跨现浇段为 17.25m。85+135+85m箱梁支架现浇分段布置图172520025003500130035002500250010合合3#节块边跨现浇段拢13#块12#

4、块 11#块 10#块9#块 8#块7#块6#块 5#块 4#块3#块2#块 1#块0#块1#块 2#块 3#块4#块5#块 6#块7#块8#块9#块10#块 11#块12#块 13#块 拢160段段320860857513500-6.2291#200预留段1900200160013001600200190020025002001725预1#节块0#块预2#节块预3#节块合留留留拢边跨现浇段2#节块 段1#节块 段段段-4.72985752#3#4#2 主梁施工方案2.1 总体施工方案2#墩“ T”构 1-8# 块采用挂篮悬浇施工，9-13# 块（ 25m）采用支架现浇施工，3#墩“ T”构采

5、用满堂支架现浇施工，待2#墩、 3#墩两个“ T”施工完成后，拆除支架支撑体系，形成两个悬臂“T”构，然后进行边跨合拢，最后拆除0#块临时固结，进行中跨合拢。挂篮悬浇 +支架现浇总体布置图南京上海17252002500350013003500250025001900160013001600190025002001725100T10边跨现浇段合12#块 11#块 10#块9#块 8#块7#块 6#块5#块 4#块 3#块2#块 1#块0#块1#块 2#块 3#块 4#块5#块 6#块7#块8#块9#块10#块11#块12#块 13#块合3#节块2#节块1#节块0#块1#节块2#节块3#节块合边跨

6、现浇段拢 13#块9#块拢拢160段段段320320水面标高：+1.2m100*3079*60860857513500-4.7298575-6.2298601#2#4404504506006006006006004504504504504503003003003003003003008064#2120191817161514131211109876543214#B3#图 2-1挂篮悬浇 +支架现浇总体布置图2.2 挂篮悬浇施工2#墩 0#块采用梁柱式支架方法施工，承重立柱在墩身两侧采用8 根直径 800mm，壁厚 16mm的钢管桩和2 根直径 900mm，壁厚 16mm的钢管桩做承重支撑， 其

7、中两侧直径900mm的钢管桩用做临时固结支撑。挂篮采用菱形挂篮，主桁架采用双拼【40b，前上横梁采用双拼工 56 工字钢，前后下横梁采用双拼【40b 槽钢，吊带采用直径 32mm精轧螺纹钢，底篮采用桁架式纵梁，挂篮预压后弹性变形为20mm。2.3 支架现浇施工3#墩“ T”构采用满堂支架现浇施工，中跨跨娄江支架采用水中插打直径 630*8mm钢管桩，然后钢管桩顶上布置2 工 45 型钢横梁，横梁上面铺设贝雷片纵梁（腹板位置加密，布置4 排），贝雷片上设工20 分配梁，然后在其上搭设碗扣支架的施工方案。边跨陆地现浇支架采用碗扣满堂支架，对地表层土质进行换填100cm8%的灰土，并碾压密实，承载力

8、须达到250KPa，然后浇注20cm厚 C30混凝土基础， 然后在其上搭设碗扣支架，碗扣支架的间距按梁高荷载的变化布置，中支点两侧各36.5m 梁高由 10.2m 渐变至 6.73m，因荷载较大，碗扣支架纵向间距按30cm布置，横向腹板位置按30cm布置，底板按60cm间距布置，翼缘板按90cm 间距布置，其余梁段纵向按60cm布置。满堂支架布置图如下：南京满堂支架总体布置图上海13700BAC8575250020066506650120T100T25001900160013001600190025002001725第三施工阶段第二施工阶段第一施工阶段0#块第一施工阶段第二施工阶段第三施工阶段

9、边跨现浇段合68合99#块10#块11#块12#块13#块 313#块12#块11#块10#块9#块8#块67#块36#块5#块4#块3#块2#块1#块1#块2#块3#块4#块5#块6#块7#块8#块9#块10#块11#块12#块13#块3拢.8拢.8555.65036689段4段67225660.7736505.3.756680404919599.30711水面标高：+1.2m320承台顶标高0.771m00承台顶标高-1.229m100*3079*60105233025525533013061承台底标高-4.729m8601430说明:1 、图中尺寸以厘米计。4#2215852212 、钢

10、管桩支架及钢栈桥钢管桩采用直径 630*8mm钢管桩，钢管桩支架横向布置五根，钢栈桥横向布440450450600600600600600450450450450450300300300300300300300806置三根，钢管桩支架间距按 220cm、160cm、270cm布置，钢栈桥桩基础间距 250cm：B3#A1C3 、贝雷：均采用 321贝雷。钢管桩支架布置 16排贝雷片，钢栈桥布置 6排支架。2120191817161514131211109876 543 24 、钢栈桥钢管桩顶部横梁采用2工32工字钢，贝雷片顶部横向铺工 25工字钢，纵向满铺【 20槽钢。5 、钢管桩支架钢管桩顶

11、部采用2工45，贝雷片顶部横向铺工 20，工20工字钢顶布置碗扣钢管支架。图 2-2满堂支架总体布置图3 线形控制的实施大跨度桥梁的线形控制施工量测识别修正预告施工循环过程，即首先根据结构分析计算，确定箱梁理论立模标高并实施，然后监测已完成梁段的标高及平面位置，将已完梁段的实际高程和预计高程相比较，再对偏差的结果的综合分析的基础上，对待浇梁段的立模标高和平面位置加以调整。3.1 线形控制计算分析根据连续梁实际施工方案及施工步骤，对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析，以此来控制施工过程中每个阶段的结构行为，使其最终成桥线型和受力状态满足受力要求。本桥采用 SCDS2008计算程序和桥

12、梁博士V3，对施工过程进行仿真分析计算，计算内容考虑块段自重、预应力张拉、移动挂蓝、混凝土收缩徐变、合拢后结构体系转换、二期恒载和活载效应，计算各施工阶段结构变形、测点断面处内力和应力分布状况等 , 为桥梁施工线形控制提供科学、合理的数据。其成桥结构计算模型如下图：全桥结构模型图1725200250035001300350025002500190016001300160019002500200172510第四施工阶段第三施工阶段第二施工阶段第一施工阶段第二施工阶段第三施工阶段第四施工阶段边跨现浇段合合合边跨现浇段拢13#块12#块11#块 10#块9#块8#块7#块6#块5#块 4#块 3#块

13、2#块 1#块0#块1#块 2#块 3#块 4#块5#块 6#块7#块8#块9#块10#块11#块12#块 13#块拢13#块 12#块11#块10#块9#块8#块7#块 6#块5#块4#块 3#块 2#块 1#块0#块1#块 2#块3#块 4#块5#块6#块7#块8#块9#块10#块 11#块12#块13#块拢160段段段320860-4.729-6.2291#2#3#4#全桥预应力钢束布置图2500350013003500250025001900160013001600190025002001725第四施工阶段第三施工阶段第二施工阶段第一施工阶段第二施工阶段第三施工阶段第四施工阶段合合拢4

14、T154T160#块2W32W22W1合2W12W22W3拢边跨现浇段2W42W42W5段段拢4B02W5F8F7F6F7F82D02D02Z80#块段4B04B14B4F9F9F8F7F5F5F66D3F84D14D14D22Z86D34D44Z4F6F64D4F74D24B24B34B04B14B24B3F5F4F3F2F1F0F0F1F24D8F3 4D7F44D6F54D52Z92Z74D54D64D74D82D9(2D*)2Z02Z04Z44B34B24B14B0253.64B4(2B*)2D9(2D*)2Z92Z72Z62Z64B4(2B*)2Z62Z62Z72Z72Z52Z52Z

15、32Z32Z52Z52Z32Z22Z22Z22Z32Z12Z12Z22Z12Z1-4.729-6.229主梁预拱度曲线图如下：3.2 挂篮预压以及支架预压试验数据的收集、整理对于挂篮施工与支架现浇组合施工的大跨度连续梁桥，其线形控制计算的最基础、最重要的理论根据就是挂篮的弹性变形和支架的弹性和非弹性变形的试验数据，其直接影响成桥后的桥梁线形。3.2.1挂篮预压挂篮在节段自重及其它施工荷载作用下，将发生变形，这种变形将直接影响成桥后的桥梁线形，因此应在混凝土浇注前应消除这种影响。在挂篮安装好后，对挂篮进行预压，以消除挂篮非弹性变形，同时测定弹性变形及非弹性变形，为各段箱梁立模的抛高量提供依据。预

16、压试验可采用分级加载方法。加载重量应为最大悬浇节段混凝土自重的1.2 倍，（即加载360t 荷载），加载过程中记录各级压重的荷载和挂篮的变形情况，绘制荷载与挂篮变形曲线，经测量，挂篮最大弹性变形为20mm，非弹性变形为5mm。3.2.2支架预压支架在结构自重和其他施工荷载作用下将发生变形。这种变形包括弹性变形和非弹性变形。支架预压的目的：(1) 消除支架的非弹性变形；(2) 检验支架的承载力；(3) 实测支架的弹性变形， （ 4）减小或消除基础的沉降变形，其中基础的沉降变形的大小直接关系着整个桥梁的结构安全，如果基础沉降量较大，则会导致梁体开裂，所以施工中必须加以重点控制。因沪宁娄江桥块段大，

17、梁体高，最高达10.2m，腹板厚，最后达110cm，腹板重力集度较大，为真实模拟施工中梁体的荷载分布，所以在支架预压时，根据腹板、顶、底板以及翼缘板荷载分布，采取钢构件与混凝土块混合预压的方式。箱梁荷载分布图如下：132012201340260260G翼缘板G顶板=102tG翼缘板梁顶标高： +4.6m=59.5t=59.5t84.G腹板G腹板2=340.5t=340.5t64910*10cm纵向方木12*15cm横向方木碗扣支架720G底板=188t006210606060030620190606030 3030303060606060606030 3030 3030306060906006

18、210690120102.5909090102.51209002102120cm厚C20混凝土基础9090606030303030606060606060 30303030 6060909030排水沟2201602701602201480经对支架分段预压，陆地满堂碗扣支架弹性变形为18mm，非弹性变形为15mm，地基基础沉降变形3mm，水中钢管桩贝雷支架弹性变形为20mm，非弹性变形为15mm，钢管桩基础沉降变形为2mm。3.3 立模标高的确定通过施工过程结构的仿真计算，并结合现场试验实测影响桥梁施工控制的主要参数，预告箱梁的立模标高。在主梁施工过程中，梁端立模标高的合理确定，是关系到主梁的线

19、型是否平顺，是否符合设计的一个重要问题，如果在确定立模标高时结合施工实际情况调整，再加以正确控制，最终成桥线形较好。主梁立模标高计算式为：H lmH sjf ypgfzj f式中：H lm主梁立模高程；H sj主梁设计高程；f ypg计算预拱度；f zj支架或挂蓝变形值；f施工误差调整值。3.4箱梁高程控制点的布设与测控方法0#块施工完成后，在 0#块上布设高程观测基准点，高程控制网依托大桥已建立的控制网点，采用三等水准测量方法，在各主墩0#块梁顶面上各设2 个高程控制点，以此作为施工监控过程中标高观测的基准点，定期与高程控制网联测。箱梁0#块梁顶基准点布设见图3，基准点标志可用16 毫米直径

20、螺纹钢筋制作。钢筋露出顶面混凝土约1.0-2.0厘米，露出端上部加工磨圆并涂上红漆。图 3 0# 块顶部基准点布置图（单位： cm）箱梁每一节段施工过程中，应进行以下3 个工况的挠度测量和高程控制测量：（ 1）浇筑箱梁混凝土前； （ 2）浇筑箱梁混凝土后； （ 3）纵向预应力钢束张拉后。箱梁每一节段施工过程中应进行以下2 个工况的箱梁轴线偏位监测：（ 1）浇筑箱梁混凝土前； （ 2）浇筑箱梁混凝土后。以上测量工况， 除对当前施工节段监控测点进行高程测量外，同时对已施工的连续3个节段同时进行高程测量，以得到箱梁节段累计实际变形。3.5 施工过程实时控制在挂篮悬浇施工和支架施工过程中，各种施工误差

21、会不断出现，为此五个基本参数作为实时监控调整参数：混凝土弹性模量E、混凝土容重确定 、截面面积A、抗弯惯矩I 、收缩徐变调整系数K。通过施工期试验值E、 及结构变形测量值，对这些基本参数进行跟踪修正，使实际结构状态与修正后的结构理想控制目标相互逼近，并以此为基础预测未来状态。对挂篮前移后，结构悬臂的挠度变化值、混凝土浇注后，对已建结构悬臂段与新浇节段外端的挠度变化值、以及混凝土截面积A、抗弯惯性矩I 、预应力张拉值、混凝土徐变、收缩偏差系数等结构参数修改、计算分析，确定每节段的立模标高。4 挂篮悬浇与支架现浇结合段施工控制2#墩挂篮悬浇至8#块后，与9-13# 块长 25m支架现浇段相连接，此

22、处关键技术就是挂篮悬浇与支架现浇两个不同的支撑体系之间的结合控制，必须保证连续梁的线形美观和梁体的结构安全，根据现场施工实际情况，采取挂篮结构体系不动，利用支架支撑体系将模板顺接的施工方案，不仅节省了工期，而且连续梁线形和结构安全得到了保证，具体施工图如下：600PVC塑料套管5907#块8#块9#块10*10cm纵向方木5011412*15cm横向方木500500碗扣支架根据连续梁各施工阶段监控、仿真计算分析，计算挂篮悬浇8#块的立模标高，以及支架现浇段与挂篮接头位置的底模标高，施工中跟踪监控挂篮8#块混凝土浇注前、后、预应力张拉前、后梁体标高的变化并与计算理论相比较，为线形调整提供依据，然

23、后，将挂篮模板与支架现浇模板相顺接，同时将挂篮的前吊杆用PVC塑料套管包裹，为防止挂篮与满堂支架两种不同受力体系的不均匀沉降变形，导致梁体开裂，在挂篮的底桁架以及前下横梁处采用支架加固支撑，保证挂篮结构不受力。在实际施工中，通过对挂篮主桁、后锚以及已悬浇梁面的变形观测，挂篮基本不受力，混凝土浇注完成后，挂篮主桁变形 0mm，梁面变形1mm，保证了挂篮与支架结合处的梁体线形和结构安全。5 结束语挂篮悬浇与支架现浇施工连续梁施工过程中挠度的因素很多，在进行施工模拟计算时必须充分考虑各种施工因素，施工模拟计算要与实际施工过程严格保持一致。沪宁城际跨娄江连续梁成桥状态的线形美观，合拢段两侧高差3mm，连续梁内力亦满足设计要求，为大跨度连续梁的施工开辟了新的思路。参考文献1 范立础桥梁工程M 人民交通出版社，20012 向中富桥梁施工控制技：M 人民交通出版社，2001葛 耀君3分范立础预应力混凝土连续梁桥段施工桥梁分M 人民交通出版社，析与控制M1998人民交通出版社本页下面内容为赠送的可以自由编辑删除【最新资料Word 版可自由编辑！】1Z101000 工程经济1Z101010 资金时间价值的计算及应用P111