悬臂浇筑刚构桥施工预拱度控制..doc

悬臂浇筑刚构桥施工预拱度控制 刘金峰 石新艳 李宏基 李春平 生死崖大桥是双幅55+100+55米的连续变截面刚构桥。箱梁为宽度6米的单箱单室，箱梁高度从5.3米到2.0米按二次抛物线变化；单幅桥面宽12米。采用三角挂蓝悬臂浇筑施工。 预拱度 由于本施工方法是从桥墩上的0号块（多数是桥墩上设支架，在支架上浇筑出1号块）开始，用挂蓝悬挑支模浇筑下一块体混凝土，况且全桥合拢前为长悬臂结构。当进行块体施工时，挂蓝受力后要产生下挠，悬臂结构同样也产生下挠，还有混凝土收缩及温度变化引起的下挠。为保证桥梁成品结构达到设计规定的线形，在施工阶段要对每一块体设置预拱度以平衡上述几项下挠变形量。挂蓝下挠变形量可通过预压试验获得；悬臂结构是变截面，特征数据是变数，可简化计算，准确数据可用专用软件计算获得；另外的收缩、温度影响、徐变等数值到目前仍然是以经验为主的系数数据，因为影响因素多且不可控制。 设计预拱度 生死崖大桥设计图纸中，给出了设计预拱度。 边跨预拱度全部为0，中跨从1号到11号块体预拱度如下表：（单位：cm） 块号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 预拱 0 2.65 3.45 3.95 4.4 4.75 5.15 5.65 6.25 6.9 7.45 7.9 也就是说边跨和主跨预拱度是不对称的，设计代表解释说：按计算结果，边跨预拱度应该为负值，边跨底板预应力钢绞线张拉后，边跨会向上拱起。按有利原则，预拱度设为0，将来边跨桥面可以略微上拱。 验算预拱度 由于中跨合拢前，上部悬臂结构承载于柔性倾向明显的独立桥墩上，可以认为边跨与中跨竖向变动是互为影响的。我们是第一次施工此种结构的工程，为了更准确、更有把握地进行施工，又委托另外单位按施工实际荷载状况采用公路桥梁结构设计系统GQJS8.0进行了验算，结果如下：（边跨从11`～1`；中跨从1～11号块体；单位：cm） 块号 11` 10` 9` 8` 7` 6` 5` 4` 3` 2` 1` 0 预拱 -0.74 -1.88 -3.32 -4.47 -5.11 -5.15 -4.67 -3.8 -2.71 -1.56 -0.35 1.2 块号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 预拱 1.2 1.88 2.08 2.31 2.53 2.87 3.41 4.26 5.32 6.45 7.24 6.99 与设计预拱度比较可知：1）边跨预拱度设计值确实是遵循有利原则的，应当采用。2）中跨验算值与设计值比较接近，但设计值更具操作性和权威性。所以施工过程中预拱度执行地是设计预拱度，验算起到了核对作用。 施工预拱度控制 在这种悬臂浇筑施工中，对预拱度影响最大的就是：1）施工挂蓝挠度，2）悬臂自身挠度。 （1） 挂蓝预压确定弹性、非弹性变形值 生死崖大桥施工时采用了尝试性的施工工艺，挂蓝有标准型和变异型两种。第一次安装时的变异型挂蓝进行了预压，浇筑1号块时，由于安装方式为平放式，存在非弹性变形值，预压测量值为2厘米，弹性变形值为1.8厘米。从2号块开始的标准型通过预压观测发现，弹性变形值为1.5厘米，而非弹性变形值几乎为0。分析原因认为：挂蓝的锚固方式决定了非弹性变形值很小，仅考虑弹性变形值即可——挂蓝安装时其自身也呈悬臂状，重心又超出前支座点2.5米，使前支座受力产生了预压作用。另外就位后，后锚固点也是垫上支座后利用竖向预应力筋进行了预紧，该预紧力大于浇筑块体时产生的倾翻力值。所以，安装过程中已经把非弹性变形值变成了接近0值。 2号块块体重量是105T，预压时挂蓝弹性变形值为1.5厘米。从2号块到11号块，块体重量渐减为79T。按说随着块体施工，挂蓝弹性变形值应该按推算逐渐减小。在实际施工时，一方面考虑到块体涨模及施工荷载偏大的倾向大一点，另一方面预拱度设置要本着宁高勿低原则进行（桥梁界有句话是：宁厚勿薄、宁高勿低）。所以，从2号块到11号块，挂蓝弹性变形值均定为1.5厘米。 （2）理论上讲，在施工时主要考虑了挂蓝弹性变形和悬臂自身下挠这两项因素，每个块体支模时预抬高这两项值之和即可。将来成桥后，桥面恰好是设计的线形。但事实上，桥面铺装后要增加恒荷载，后期徐变及多种不确定因素的影响都还会造成桥面高程变动，尽管底板预应力束张拉后可以使桥面上拱，但是，使桥产生下挠的因素对桥面的最终结果更不利。况且，桥面一旦下挠，除了继续观察外，几乎没有什么有效补救措施。典型的下挠例子不在少数。 （3）为了确保生死崖大桥成桥质量，管理组带有尝试意义地决定：边跨预拱度按挂蓝弹性变形和悬臂自身下挠值之和设定，并结合施工进行相应调整，使边跨成桥时就达到设计线形和高程，底板预应力束张拉后使桥面上拱，形成有利线形；中跨立模标高按设计预拱度、悬臂自身下挠值与挂蓝弹