变高度连续箱梁桥悬浇挠度控制

PAGEPAGE5K变高度连续箱梁桥悬浇挠度控制引言连续箱梁悬浇施工中，应准确地定位施工中各段梁体顶面或底面标高位置，并将其与理论预挠度值进行比较，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。但施工中若梁体挠度控制不严，线形不顺，影响梁体表观质量，合龙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。主跨越大，梁体悬臂施工过程中挠度控制的重要性就越突出。为保证结构体系转换时的合龙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，以供同行参考。1工程概况某三跨一联预应力钢筋混凝土连续箱梁，桥孔布置为（38+65+38）m，桥面横波-2%~3%，由箱梁顶板倾斜调整。上部结构为变高度单箱单室箱梁，顶板宽12m，底板宽6m，两侧各悬臂3m，梁底按圆曲线布置，在墩支点处梁高3.8m，跨中和边跨处梁高为1.9m，箱梁顶板厚25cm，腹板厚度40~60cm，底板厚30~60cm。箱梁悬浇0#节段长900cm，采用落地三角支架一次性立模灌注；两侧各7节段，1#~2#节段长350cm，3#~7#节段长400cm，分别采用菱形挂篮对称悬浇施工。2挠度影响因素分析箱梁悬浇施工中，梁体因自重、预力、干缩潜变、温度、施工机具及施工方法、弹性模量取值等因素产生挠曲变形，使施工线形与设计线形产生偏移，此垂直向偏移变化量即为挠度。2.1主墩两侧不等重使箱梁体失衡悬浇施工时，桥墩两侧箱梁悬臂段施工进度应力求对称、平衡。否则，两端不平衡力矩使桥墩处于压弯组合作用，墩顶发生倾斜，从而使悬臂箱梁端部产生过大的相对高程差，为后段梁（或合拢）施工时的挠度调整带来不便。施工中，实际不平衡偏差不得超过设计要求值。2.2挂篮的变形挂篮在拼装和移动后，可能存在吊杆限位不紧、支架支撑和桁架接点连接不牢等问题。所以，为检验其性能和安全，消除挂篮结构的非弹性变形，应对挂篮试压，算出挂篮的弹性变形对箱梁悬臂节段端部挠度的影响值。2.3纵向预应力筋张拉顺序使箱梁体变形箱梁截面内纵向预应力筋张拉顺序的不当，可能引起悬臂箱梁段的扭矩增大，影响悬浇节段端部标高的设计值。因此，在挂篮移动前，顶板、腹板内纵向钢束张拉应按设计要求的张拉顺序张拉，如设计无要求时，应注意上下、左右对称张拉，并且张拉时注意梁体端部标高和锚具的变化。2.4其他因素混凝土弹性模量取值、混凝土的收缩、徐变、温度变化、结构体系转换、二期恒载、活载等，均对预拱度具有影响，具体分析详见文献。3挠度控制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≤±10mm，悬臂合龙时箱梁相对标高允许误差≤±30mm。根据误差允许范围和合龙精度要求，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1mm/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预拱度计算每段箱梁施工前，选择适当计算参数，设计出悬臂梁端点的各种影响因素下的挠度值和节段预拱度。由于预拱度的计算涉及到计算图式、临时荷载模拟、混凝土浇筑过程的模拟、预加力位置和张拉的模拟、后期恒载、活载的影响以及长时间的徐变等因素影响，应根据实测数据修正计算参数。图1梁端部观测点分布3.3控制测点布置图1梁端部观测点分布本桥桥墩高度为4m，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，多次观测中，假定认为墩顶挠度为零。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，如图1所示。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#段施工→拼装挂篮→加载试压、调整高程→浇筑1#段→张拉压浆→移篮→加载试压、调整高程→浇筑2#段→张拉压浆→移篮，如此循环进行，直到7#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误差调整技术本桥中0#节段施工采用落地三角支架一次性立模灌注，并且在悬臂施工中与墩台临时固结，由于其刚度较大，影响整体线形残余影响并不大。因此，可选择0#节段端部高程实测值作为参考值，指导1#节段的施工，然后量测该节段端部高程。利用这两组数据，进行参数估计。对于本桥，跨度相对不算太大，节段数也不太多，非线形影响不大，考虑使用传统经典的最小二乘法进行参数估计，通过它对设计参数的识别与修正，可以使提前预测值不断向真实值逼近，随着数据量的增多，它的准确性也慢慢提高。在具体运用中，通过对已知数据组的线性回归，在解出回归系数后即可按照二元线性回归模型对下一节段挠度值进行预测，该预测值作为下一节段理论挠度值。两元线性回归模型为：式中分别与无关的未知参数。采用此方法，本桥悬浇过程中端部观测误差不超过9mm，合龙时箱梁标高相对最大误差为13mm；箱梁顶面高程误差最大不超过10mm，合龙时相对最大误差为12mm，完全符合相应的规范规定。两桥均是主跨≤100m。实践证明采用此模型简单实用，计算结果能够满足施工精度的需要。5结论通过对某预应力钢筋混凝土连续箱梁挂篮悬浇施工中挠度控制技术的介绍，可得出以下结论：1．挠度控制是一个动态控制过程，工作量大而烦琐，挠度误差积累将影响着后期合龙精度和成桥运营状况下的线形。因此，在施工过程中，施工方、