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连续刚构桥悬臂法施工控制关键技术研究

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摘 要:连续刚构桥因其跨越能力大,施工速度快而得到了广泛的应用。本文以某高速公路一跨径为1×15+(50+90+50)+1×15的连续刚构桥为例,从施工测量、线形控制和主梁应变监测等施工控制措施进行深入分析,探讨连续刚构桥在施工过程中的不利因素,以制定相应的施工控制措施,为连续刚构桥线形和质量控制提供参考依据。

关键词:连续刚构;施工控制;线形控制;应变监控

中图分类号:U448.23 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)08-0110-01

1 前言

桥梁结构在服役过程中,因受梁体自重、车辆荷载、混凝土收缩徐变和温度应力等因素的影响,桥跨结构会产生一定的下挠。因此,为了使桥跨结构在运营之后能保持线形平顺,满足结构的使用功能,在施工过程中,需设置一个合理的预拱度来抵消桥跨结构产生的下挠。

目前,国内绝大部分连续刚构桥均采用悬臂法分节段施工,浇筑完0#块之后,拼装挂篮分节段进行浇筑,后续节段的浇筑均在前一节段结构状态的基础上完成,且后续节段的浇筑会对前一节段结构状态产生较大的影响。因此,连续刚构桥挂篮悬臂法施工是一个动态控制过程,必须根据已完节段的结构状态来动态调整后一节段的立模标高,并考虑后续节段对已完节段线形的影响,同时还应兼顾结构内力,确保结构安全。

2 工程概况

该桥分左右两幅修建,右幅跨径组合为1×15+(50+90+50)+1×15米,桥面宽度12.75m。箱梁顶板和底板宽度分别为12.75m和7m,2#、3#主墩采用矩形空心薄壁墩,墩梁固结。

3 挂篮悬臂法施工测量控制

3.1 施工测点的布设

3.1.1 箱梁0#块测点的布设

为减少每次测量的工作量,确保立模数据的精准性,提高立模效率,箱梁0#块钢筋绑扎完成后,在0#块箱梁顶板靠近桥墩中心位置对称布设两个测点A、B,箱梁内靠近横隔板约20cm位置布设两个测点C、D,测点采用Φ16mm的螺纹钢筋制作,其底部紧贴底模,顶面露出混凝土面约2cm,紧密焊接在顶板和底板的钢筋骨架上。混凝土浇注完成后,在露出混凝土面的钢筋头上涂上红漆,并在施工中注意保护好钢筋头测点。0#块浇筑完成后,及时将加密的地面控制点引至布设的测点上,并与地面控制点进行联测,复核导线闭合,得出0#块上测点的坐标和高程,后续节段立模时,以0#块控制点作为基准点放样。

3.1.2 悬臂梁段测点的布设

悬臂段立模时,先对底板和顶板立模标高进行复核,复核无误后锁紧挂篮前端吊带防止其下挠。钢筋绑扎完成后,在悬臂段沿线路中心线对称布设4个测点,顶板和底板各布设两个,测点布设位置距节段前端端模位置约10cm处,布设的测点作为悬臂段平面位置、高程以及挠度变化的观测点,对称布设测点可以观测箱梁的扭转变形,确保结构浇筑过程中的定和安全。

3.2 悬臂梁段轴线和标高控制

当箱梁悬臂段挂篮拼装完成后,在2#墩0#块布设的控制点上架设仪器,以3#墩0#块上布设的测点为定向点,放样2#墩悬臂节段的控制位置,根据悬臂梁段立模放样指令,在2#墩上用水准仪控制安装箱梁底板、腹板和顶板模板,然后通过挂篮前段吊带,可以左右或上下调整模板的立模位置,使底板、腹板和顶板模板符合立模放样指令的要求。无论是平面位置还是高程,立模误差均控制在±5mm之内。

施工过程中,因受梁体自重、临时荷载等因素的影响,悬臂梁浇筑线形控制较为复杂。混凝土浇注后,悬臂段会因自重而下挠;预应力张拉之后,悬臂段会产生向上的位移。因此,高程控制属于一个动态控制过程,当前节段立模时,必须考虑已完梁段的结构状态和后续节段对当前阶段的影响,及时进行动态调整,确保成桥线形和施工过程的安全。每一梁段的浇筑均分为四个控制工况进行线形控制,4个工况分别为立模、钢筋绑扎完成、混凝土浇筑完成和预应力张拉完成。

3.3 挂篮的变形量

挂篮作为承重的主要结构,在混凝土的自重作用下,会产生较大的下挠变形,因此必须在立模放样指令中加以考虑。挂篮拼装完成后必须进行预压作业来消除挂篮的非弹性变形。本桥施工时采用千斤顶预压方式。

4 主梁应变监控

为了确保结构的安全性,施工过程中,需要在重要工况下选取一些关键截面来进行应变分析,了解结构整体的应力状态,确保箱梁在浇筑过程中的安全。本桥共设置6个应变观测截面,包括2个控制截面和4个一般截面。现场应变监测数据显示:无论是施工过程还是成桥状态,各截面应变实测值与理论值误差较小,表明主梁结构内力满足设计和规范要求,桥梁结构处于安全状态。

5 结语

本文通过对连续刚构桥挂篮悬臂法施工的关键技术研究分析,得出如下结论:

(1)通过施工测量、线形控制和主梁应变监控等施工控制措施,该桥合拢平面误差和高程误差均在8mm以内,线形满足设计和规范的要求。

(2)通过立模时设置的预拱度,消除了跨中下挠引起桥面不平顺的病害,保证了行车的舒适性和结构的耐久性。

参考文献

[1]JTG/T F50-2011.公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2011.

[2]李胜.怀洪新河特大桥主桥连续箱梁悬浇施工[J].辽宁交通科技,2004.