1、淺談跨線橋主橋的施工控制 1.工程概況 本橋為某高速大路某橋互通跨線橋的主橋，橋跨為(45+80+45)預(yù)應(yīng)力砼繼續(xù)梁橋。橋面半幅寬為16.75m，主梁采用單箱單室變截面繼續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，箱粱頂板寬16.75m，底板寬8.75m，兩側(cè)懸臂各4.0m，粱高4.62.0m，底板厚7030cm，腹板厚9050cm。梁體采用縱向、豎向及橫向三向預(yù)應(yīng)力體系，采用掛籃懸臂澆筑施工，邊孔不平衡梁段在支架上現(xiàn)澆施工，其間經(jīng)過逐段立模澆筑砼節(jié)段、分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼束、轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)受力體系及逐跨合攏，終于形成橋跨繼續(xù)結(jié)構(gòu)。 繼續(xù)梁橋是多次超靜定體系，施工過程中各種復(fù)雜的因素都可能引起結(jié)構(gòu)的幾何樣子及內(nèi)力情況的轉(zhuǎn)變。因為施工

2、過程的復(fù)雜性，很難事先準(zhǔn)確估量結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)。為保證合攏時兩懸臂端豎向撓度的偏差不超過容許范圍以及合攏后橋梁線形滿意設(shè)計線形要求，在施工過程中需對梁體線形及應(yīng)力舉行監(jiān)控。 2.施工控制的基本理論 2.1 自適應(yīng)控制理論。 影響預(yù)應(yīng)力砼橋梁施工過程中結(jié)構(gòu)線形及內(nèi)力的因素主要有砼的彈性模量，澆筑砼超方量，砼收縮、徐變，橋梁施工暫時荷載，掛籃的變形特性，預(yù)應(yīng)力束張拉誤差等。當(dāng)上述因素與設(shè)計不符，而又不能準(zhǔn)時識別引起控制目標(biāo)偏離的真正緣由時，必定導(dǎo)致在以后階段的懸臂施工中采用錯誤的糾偏措施，引起誤差堆積。要得到較精確的控制調(diào)節(jié)量，務(wù)必按照施工中實測到的結(jié)構(gòu)反應(yīng)修正計算模型中的這些參數(shù)值。當(dāng)結(jié)構(gòu)測量到的

3、受力狀態(tài)與模型計算結(jié)果不相符時，把誤差輸入到參數(shù)識別算法中去調(diào)整計算模型的參數(shù)，使模型的輸出結(jié)果與實際測量到的結(jié)果相全都。得到修正的計算模型參數(shù)后，重新計算各施工階段的抱負(fù)狀態(tài)，這樣，經(jīng)過幾個工況的反復(fù)辨識，計算模型基本上與實際結(jié)構(gòu)全都，在此基礎(chǔ)上可以對施工狀態(tài)舉行更好的控制。 對于采用懸臂拼裝或懸臂澆筑的橋梁，主梁在墩頂處的相對線剛度較大，變形gel,，因此，在控制初期，參數(shù)不精確帶來的誤差對全橋線形的影響較小，這對于自適應(yīng)控制思路的應(yīng)用是十分有利的。經(jīng)過幾個節(jié)段的施工后，計算參數(shù)已得到修正，為跨中變形較大的節(jié)段的施工控制發(fā)明了良好的條件。 2.2 立模標(biāo)高確實定。掛籃定位標(biāo)高的控制點抉擇在

4、待施工箱梁節(jié)段底板前端處的底模上，由下式計算得到：H=Ho+H+fg+fn 式中：H掛籃的定位標(biāo)高；Ho 梁底設(shè)計標(biāo)高；H 圈I退分析計算得到的預(yù)拱度；fg堆籃的彈性變形；fn待施工梁段的控制線形與設(shè)計標(biāo)高的差值。 3.施工控制的實施 施工控制是一個預(yù)告施工量測識別修正預(yù)告的循環(huán)過程。下面主要爭論技術(shù)流程中的一些重要環(huán)節(jié)。 3.1 前期結(jié)構(gòu)分析汁算。 在設(shè)計圖紙的基礎(chǔ)上，采用各參數(shù)的理論值(按規(guī)范規(guī)定或閱歷取值)，通過有限元分析程序，用倒退分析的方法得出塊件施工時相對于設(shè)計標(biāo)高的預(yù)拋高，并得出各節(jié)段的施工階段應(yīng)力。 3.2 測量。為了獲得橋梁施工中的實際狀態(tài)，須對主梁舉行標(biāo)高測量：縱橋向每施工

5、節(jié)段設(shè)一測量截面，每測量截面布置兩個測點測一節(jié)段施工的掛籃定位、澆筑砼、張拉預(yù)應(yīng)力等施工環(huán)節(jié)均舉行標(biāo)高測量。另外須舉行墩頂水平位移測量：墩頂設(shè)兩個測點，每一施工節(jié)段澆筑砼前后均舉行墩頂位移測量，以監(jiān)測主墩的水平位移狀況。 結(jié)構(gòu)變形的測量方法如下：為正確反映橋梁施工的變位，把梁底標(biāo)高作為施工控制的目標(biāo)。每節(jié)段變位監(jiān)測點從梁底測點經(jīng)腹板引到橋面。掛籃定位標(biāo)高按粱底待澆節(jié)段的最前沿橫截面上的測點定位，澆完砼后，通過測量梁頂預(yù)埋的鋼筋頭的標(biāo)高與此時對應(yīng)的梁底標(biāo)高，建立梁底與梁頂測點的標(biāo)高關(guān)系，這樣已澆梁段的梁底標(biāo)高可通過梁頂標(biāo)高的測量值反饋出來。 為消退日照溫差對梁體變位的影響，可采用以下的方法Ia以

6、上各項測量工作須安頓在早晨日出前舉行，可不計日照溫差的影響。b當(dāng)測量工作不能所有安頓在早晨舉行時，須對測量數(shù)據(jù)舉行日照溫差修正。從堆積的施工控制閱歷看，因為日照溫度場不易在有限元計算中模擬，所以實踐中以采用按照實測數(shù)據(jù)舉行實時修正的方法為主；抉擇有代表性的節(jié)段在典型天氣時對箱梁舉行24h跟蹤測量，得出箱梁變位與測量時光的關(guān)系，并在測量數(shù)據(jù)中予以修正。 3.3 修改設(shè)計參數(shù)。在獲得測量數(shù)據(jù)后，對照其與理論計算值的差別，采用分別變量法可識別出各參數(shù)的真切值。在本橋的施工控制中，取定主粱砼箱梁抗彎剛度、節(jié)段分量與預(yù)應(yīng)力束張拉力為待識別的參數(shù)。詳細(xì)識別方法為：在施工第n號節(jié)段時，由掛籃移位的梁體變位實

7、測值與理論計算值的差別，可識別出第r卜l號節(jié)段的彈性模量的真切值；同樣，由澆筑砼時的變位值可識別出第n號節(jié)段的分量；由預(yù)應(yīng)力束張拉時的變位值可識別出第n號節(jié)段對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力束張拉力。在識別出各參數(shù)后，須準(zhǔn)時將它們反映在有限元計算中，以獲得修正的下一節(jié)段的掛籃定位預(yù)拋高。 3.4 掛籃變形值確實定。掛籃體系的變形一般是由掛籃體系在砼分量作用下的彈性變形及掛籃系統(tǒng)各銜接桿件因松動而引起的非彈性變形組成的。掛籃結(jié)構(gòu)內(nèi)部的非彈性變形可在掛籃組裝完畢后通過掛籃預(yù)壓實驗消退其影響。對于掛籃體系的彈性變形，一般可以通過空間有限元桿系程序近似地計算懸臂澆筑各節(jié)段作用下的掛籃變形，然后可以繪制掛籃彈性變形與節(jié)段分

8、量的關(guān)系曲線。另外，從掛籃預(yù)壓資料中可以了解到掛籃體系的彈性變形和非彈性變形，這對于懸臂澆筑過程中掛籃變形確實定有一定的參考意義。 3.5 控制線形的修繕。在施工過程中，因為結(jié)構(gòu)實際狀況與理論計算的差異以及掛籃定位標(biāo)高放樣的偏差，必將導(dǎo)致已建部分在成橋時展現(xiàn)的線形曲線消失不能消退的誤差。倘若不顧及這種誤差連續(xù)以后節(jié)段的施工，可以造成全橋的線形反折驟然，波動較大。鑒于這種狀況，須對未施工節(jié)段的控制線形作出修改。在最優(yōu)成橋線形控制計算中，為了削減驟然大幅度的線形曲線波動，改善成橋線形曲線的光潔、平順性，以橋面豎曲線作為基準(zhǔn)線，在已建結(jié)構(gòu)懸臂端連以直線作為未建結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計線形曲線修繕。 該設(shè)計線形

9、曲線，實際上是不能直接作為未建結(jié)構(gòu)施工放樣曲線的，尚應(yīng)考慮其與已建結(jié)構(gòu)部分光潔銜接的要求。因此，以原橋面豎曲線作為基線，在合攏段以左的未建結(jié)構(gòu)段，連以下圖的實施線形曲線（合攏段以右的未建結(jié)構(gòu)段，也采用相像的方法）。 實施線形曲線 4.施工控制的主要成績 4.1 整體線形。采用上述理論對該橋互通跨線橋主橋?qū)嵤┦┕た刂坪螅珮蚓€形變化平順。全橋合攏后各控制點的實測標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高相比，其最大偏差為12mm。 4.2 合攏精度。繼續(xù)梁橋兩邊跨合攏偏差為8mm、6mm，中跨合攏偏差為5ram。合攏精度不僅較好地達(dá)到了設(shè)計要求，同時也達(dá)到了國內(nèi)同類橋梁合攏精度的先進(jìn)水平。 5.結(jié)論 本橋施工過程中的主要變形為掛籃變形、結(jié)構(gòu)溫度變形和荷載引起的結(jié)構(gòu)彈性變形。這些變形及其誤差都