大跨徑連續梁橋主橋合龍段施工監控技術的運用范文

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摘要：以某大跨度連續梁橋為例，通過應力計測試合龍段箱梁應力分析其應力變化規律，并與ANSYS模型理論計算值進行對比，分析其誤差主要來自于溫差變化與砼的收縮徐變；分析了溫度變化對橋梁應力與撓度的影響及砼收縮徐變的時變特性，并據此提出了主橋合龍段施工注意事項及建議。

關鍵詞：橋梁；大跨徑連續梁橋；合龍段；施工監控

大跨徑連續梁橋與連續剛構橋梁普遍使用掛籃懸澆法施工，由于其工藝復雜、工序稠密，施工困難偏大，一直是研究重點和熱點。國內對連續梁橋合龍段施工工藝及監控等進行了研究，如汪順平等利用MIDAS／Civi2012對懸臂掛籃施工方法和大節段支架現澆施工方法中大跨度變截面連續箱梁的受力特征、進度、成本等進行了對比分析，得出大節段支架現澆施工過程中橋粱墩頂負彎矩較小，能有效縮短工期、提高經濟效益；鄭浩楠等介紹了大節段鋼箱梁整體制造和整體吊裝施工工藝，對整體內力和局部變形進行了分析；冼尚鈞以采用大節段整體制造和整體架設工藝的某110m跨鋼箱連續梁為例，通過模擬分析得到了制造及架設過程中的線形變化規律，得出了線形調整措施；劉志峰等以一座雙線鐵路大跨預應力連續剛構寬幅梁橋為工程背景，針對先中跨合龍、再邊跨合龍的施工方式，運用有限元軟件對施工過程進行計算分析，研究了施工階段和成橋狀態的受力特性，對主橋合龍段的施工方案與工序、觀測和自適應方式進行了研究。該文針對某大跨度連續梁橋，利用ANSYS軟件建立三維數值模型對其主橋合龍段施工監控技術進行研究，為該類橋梁施工提供參考。

1工程案例

該橋全長428．7m，上部結構為三孔一聯（共五聯）裝配式后張法預應力砼箱形連續梁，基礎采用鉆孔灌注樁。主橋連續梁采用掛籃懸臂現澆法施工。主橋平面位于直線上，縱斷面位于半徑18000m、切線長191．79m、外距1．022m、變坡點前后設計坡度分別為1．2％和－0．931％的凸形豎曲線上，變坡點樁號為K4＋670．00，變坡點高程為70．324m。主橋上部結構箱梁中支點梁高4．8m，跨中、邊支點梁高2．8m，箱梁梁高和底板厚度均按1．6次拋物線變化。箱梁頂板寬14．75m，底板寬6．95m，翼緣板懸臂長3．9m，懸臂端厚0．2m，腹板厚0．5～0．8m，在4＃和5＃節段內直線均勻變化，頂板厚0．3m，底板厚0．3～0．7m。分別設置0＃塊3m厚橫隔板及邊跨端部1．2m厚橫隔板，箱梁其他部位均不設橫隔板。橋面橫坡由腹板變高形成。箱梁0＃塊長13m，在支架上現澆。兩側各有9個懸澆節段，節段長度為7×3．5、2×4m，采用掛籃懸臂澆筑施工，合龍段長2m，邊跨現澆段長8．92m，在支架上現澆（見圖1、圖2）。8?！?0＃主墩設置GPZ型盆式橡膠支座，7＃、11＃邊墩設置GPⅡ型盆式橡膠支座。

2合龍段施工方案

（1）合龍段施工總體方案。橋梁主跨80m，懸臂長39m，整橋分為4個合龍段。主梁的內力與線形會隨著施工的發展而不斷轉化，需嚴格按設計合龍順序進行把控。主橋行車道鋪裝為防水層＋12cm瀝青砼，在橋面安裝無調平層，對頂板的平整度有較高要求。

（2）合龍前施工工藝流程：墩梁臨時固結→張拉0＃塊縱向預應力束及預應力筋，并分批灌漿→0＃節段掛籃預壓，立?！鷿仓?＃、1′＃、1″＃塊→張拉鋼束及預應力筋，并分批灌漿→掛籃前移一個節段，立?！鷳冶蹪仓?＃、2′＃、2″＃塊→張拉鋼束及預應力筋，并分批灌漿→重復以上步驟，對稱平衡施工3＃～9＃、3′?！?′＃和3″＃～9″＃塊，拆除8＃、10＃主墩臨時固結→安裝第10孔合龍段吊架→澆筑砼→張拉鋼束及預應力筋→拆除第10孔吊架及9＃墩臨時固結→安裝第9孔合龍段吊架→澆筑砼→張拉鋼束及預應力筋→拆除第9孔合龍吊架，完成體系轉換→成橋。

3合龍段施工監控分析

3．1應力監控

3．1．1監控方案及結果分析

在合龍段施工過程中，為確保大橋整體結構的安全性，對合龍段箱梁內順橋向、橫橋向的應力分布情況進行實時監控。以中跨合龍段為例，現場應力計布置見圖3，其中2個應力計為橫橋向布置（編號106、260），其余8個應力計均為順橋向布置。

3．1．2監控值與理論值對比

為了更好地模擬合龍段施工過程中的應力狀態，同時驗證施工監控方案的合理性，利用ANSYS軟件建立中跨合龍段三維數值模型（見圖5），按照實際工程箱梁參數進行模擬加載計算，分析其應力變化規律。

3．2溫度對橋梁應力的影響

根據以上分析，溫度變化不利于橋梁應力監控。為研究溫度變化對橋梁應力的影響，以橋梁處于最大懸臂狀態為例，在箱梁跨中1＃位置的四周均勻布置6個溫度傳感器，在上午7：00、下午15：00采集傳感器數據。

3．3溫度對橋梁撓度的影響

溫度變化對橋梁應力與應變存在一定影響，也勢必影響橋梁的撓度。為研究溫度變化對撓度的影響，測量6＃與7＃端頭的撓度變化情況，從5：00—21：00每隔2h測量一次。

3．4砼收縮徐變與時間的關系

砼的時變特性是其固有特性，對于大跨度橋梁而言，收縮徐變對橋梁受力和變形有一定影響。根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》分析砼在1年內的徐變特性，通過收縮應變、徐變系數（見圖7）反映砼收縮和徐變程度。從圖7可看出：砼收縮應變和徐變系數在前30d內變化速度較快，在50～365d內變化速率逐漸趨于平緩。因此，應在前30d內采取措施消除砼收縮徐變帶來的結構預應力損失、砼開裂及撓度增大等不利影響，增強橋梁的安全性與耐久性。

4主橋合龍段施工注意事項及建議

（1）邊跨合龍施工注意事項及建議：1）現澆段經連續3d觀察，沒有沉降、砼強度合格后方可進行邊跨合龍施工；2）邊跨懸臂端配重時，T構跨中懸臂端應在相應位置進行等量配重；3）合龍段砼達到設計強度后方可張拉合龍段預應力鋼束；4）為避免臨時支座處主梁砼出現應力集中現象，保證主跨兩側懸臂端位移一致，邊跨和主跨的臨時支座應同步均勻拆除。

（2）中跨合龍施工注意事項及建議：1）對于跨徑較大的橋梁，溫度作用會使合龍段及勁性骨架產生較大內力，中跨合龍段勁性骨架鎖定及合龍段砼澆筑后需采取措施降低梁體溫度，如在梁頂覆蓋并持續灑水降溫；2）澆筑時，加強底板預應力管道處砼的振搗，澆筑后加強砼的養生，合龍段砼達到設計強度后再張拉合龍段預應力鋼束；3）中跨底板縱向鋼束的張拉會產生較大徑向力，張拉應盡量均勻緩慢，必要時進行分批張拉，張拉后及時壓漿。

5結語

該橋合龍段懸臂高程最大誤差為5mm，最小誤差為1mm，滿足設計規范的要求（中、邊跨合龍段兩側懸臂端節段相對誤差、高差在±15mm之內）。橋梁線形美觀，經體系轉換并順利合龍，應力正常，結構內力合理，保證了結構的穩定性。通過該工程得到以下結論：（1）線形是評定大跨連續梁橋的重要指標，它不僅影響梁體的外觀質量，而且影響梁體的受力及使用情況。（2）對于跨徑大的橋梁，合龍段應力及撓度受溫差變化影響較大，需采取有效措施降低梁體溫度，也可通過增加預應力抵消溫差變化帶來的應力效應，同時在施工中考慮溫度對預拱度的影響。（3）應在溫差變化較小的早晨測量標高。（4）在橋梁監控中應加強溫度、砼收縮徐變等參數的監控，減小環境參數對橋梁的不利影響。

參考文獻：

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［2］鄭浩楠，楊帥，朱曼．連續鋼箱梁橋大節段吊裝關鍵問題分析［J］．交通科學與工程，2015，31（2）．

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［5］劉志峰，陳小勇．大跨連續剛構寬幅梁橋施工技術特性分析［J］．現代交通技術，2011，8（1）．

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作者：陳明 單位：湖南常德路橋建設集團有限公司