摘 要：本文結(jié)合懸臂梁設(shè)計(jì)和施工特點(diǎn)、施工內(nèi)容及方法，重點(diǎn)從懸臂施工對(duì)橋墩臺(tái)結(jié)構(gòu)的要求，探討了梁部的支撐條件和施工中的穩(wěn)定性與可靠性，以及懸臂施工控制的其它問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞：穩(wěn)定性;懸臂施工;分析

　　Abstract: Based on cantilever beam design and construction features, construction contents and methods, we discuss the beam supporting conditions and stability and reliability in construction , as well as other issues of the cantilever construction control ,from requirements of cantilever construction to bridge abutment structure,.

　　Key words: stability; cantilever construction; analyze

　　中圖分類(lèi)號(hào)TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104(2012)

　　施工監(jiān)控工作應(yīng)向橋梁運(yùn)營(yíng)階段延伸，橋梁運(yùn)營(yíng)期間的應(yīng)力和撓度監(jiān)測(cè)能進(jìn)一步檢驗(yàn)施工控制效果, 能完善和提高設(shè)計(jì)和施工控制技術(shù)水平, 同時(shí)能預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)橋梁運(yùn)營(yíng)期間可能出現(xiàn)的病害。施工控制技術(shù)有待進(jìn)一步研究和完善。施工控制分析專(zhuān)用程序的完善有助于減少工作量及避免人為出錯(cuò)。在影響箱梁撓度的眾多因素中,對(duì)溫度因素應(yīng)特別重視,徐變及溫度因素影響需深入研究和進(jìn)一步完善。

　　1 施工控制的必要性

　　設(shè)計(jì)提供的各節(jié)段主梁的施工預(yù)拱度是基于規(guī)范要求來(lái)確定的設(shè)計(jì)參數(shù), 這往往與施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況存在一定的誤差,這一誤差往往導(dǎo)致設(shè)計(jì)計(jì)算與施工實(shí)際有出入。同時(shí),連續(xù)剛構(gòu)橋梁通常采用懸臂分節(jié)段施工, 是一個(gè)復(fù)雜的施工過(guò)程,各施工階段是一個(gè)連續(xù)、系統(tǒng)的施工體系,前期工作的成果直接影響后期階段的結(jié)果, 且由于連續(xù)剛構(gòu)橋梁自身的特點(diǎn), 特別是施工標(biāo)高偏低的情況是很難在后續(xù)階段予以彌補(bǔ)的。這就需要在橋梁施工過(guò)程中,運(yùn)用施工控制措施,通過(guò)對(duì)大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁進(jìn)行施工控制, 對(duì)施工方的可行性做出評(píng)價(jià),確定各施工理想狀態(tài)的線(xiàn)形和位移,對(duì)隨后施工狀態(tài)的線(xiàn)形及位移做出預(yù)測(cè),提供施工控制參數(shù),保證施工中的安全和結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力及結(jié)構(gòu)線(xiàn)形符合設(shè)計(jì)要求, 保證施工質(zhì)量和安全。

　　2 懸拼橋梁的設(shè)計(jì)和施工特點(diǎn)

　　節(jié)段橋梁的施工方法很多，但就城市橋梁而言，懸臂拼裝法是具競(jìng)爭(zhēng)力的方案，即主梁在預(yù)制場(chǎng)地分段預(yù)制，留好預(yù)應(yīng)力孔道，下部結(jié)構(gòu)施工完成后，把梁段運(yùn)到工地拼裝，同時(shí)張拉所需的鋼束。整個(gè)過(guò)程的結(jié)構(gòu)體系為：先是懸臂結(jié)構(gòu)，合龍后形成連續(xù)體系。節(jié)段橋梁的分段長(zhǎng)度可根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力要求及施工機(jī)具靈活劃分。

　　設(shè)計(jì)方面，可采用高標(biāo)號(hào)混凝土，預(yù)應(yīng)力體系可多種多樣，計(jì)算機(jī)的使用已使橋梁的結(jié)構(gòu)分析及撓度控制十分簡(jiǎn)便。與滿(mǎn)堂支架法相比，結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)支到連續(xù)，存在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換問(wèn)題，預(yù)應(yīng)力及徐變引起的次內(nèi)力已不容忽視。

　　施工方面，可以節(jié)省大量的支架、型鋼和模板，混凝土質(zhì)量可以得到保證。對(duì)城市橋梁而言，不必用掛籃進(jìn)行張拉鋼束等作業(yè)，只需簡(jiǎn)單的移動(dòng)支架即可。節(jié)段的預(yù)制可與下部構(gòu)造同時(shí)進(jìn)行，一方面大大加快了施工進(jìn)度，另一方面可減少徐變帶來(lái)的負(fù)面影響，充分發(fā)揮力筋的高強(qiáng)性能。節(jié)段的安裝可充分利用機(jī)械化設(shè)備，安排在車(chē)流量較小的時(shí)段進(jìn)行，對(duì)交通影響較小。

　　節(jié)段橋梁設(shè)計(jì)和施工的關(guān)鍵問(wèn)題：一是橋梁設(shè)計(jì)和施工的關(guān)鍵因素是次內(nèi)力、節(jié)段間的連接、體系轉(zhuǎn)換及高程控制等。二是預(yù)應(yīng)力鋼束布置節(jié)段橋梁的配束由懸臂力筋和連續(xù)力筋兩部分組成，懸臂力筋布置在頂板、腹板及上梗肋內(nèi)。頂板內(nèi)鋼束常布置成直線(xiàn)形，直接錨固在節(jié)段拼裝面上，腹板內(nèi)鋼束一般為曲線(xiàn)形狀，使鋼束承擔(dān)部分剪力。三是安裝定位及撓度控制，節(jié)段的拼裝常做成企口縫。腹板企口縫用于調(diào)整高程，頂板企口縫可控制節(jié)段的水平位置，使拼裝迅速就位，并能提高結(jié)構(gòu)的抗剪能力。

　　3 懸拼橋梁墩臺(tái)和梁部支撐的穩(wěn)定性和可靠性控制

　　懸臂施工的橋梁，墩臺(tái)結(jié)構(gòu)應(yīng)先施工修建橋墩可用支架現(xiàn)澆，滑模或爬模現(xiàn)澆，也可用預(yù)應(yīng)力混凝土搞預(yù)制拼裝。當(dāng)橋墩施工完后，即開(kāi)始墩頂0號(hào)段梁的現(xiàn)澆，然后進(jìn)行梁的懸臂現(xiàn)澆或懸臂拼裝。 在此施工過(guò)程中，橋墩必須能保證梁部以克服傾覆穩(wěn)定，使梁段無(wú)論在對(duì)稱(chēng)平衡狀態(tài)還是在遇到不對(duì)稱(chēng)懸臂或荷載時(shí)均能正常施工并保證其處于穩(wěn)定和可靠狀態(tài)。因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)的幾何特性允許的話(huà)，如為中等長(zhǎng)度的，柔性高墩時(shí)，最合適的辦法是將梁和墩間予以固定。其墩截面可以是實(shí)體也可以是空心的。但心形截面無(wú)論在施工期間和竣工運(yùn)營(yíng)后都將是比較有效和經(jīng)濟(jì)的。在某些情況下，實(shí)體截面可以用矩形、I 型、H 型截面替代，然而由于這種類(lèi)型的截面的抗扭剛度低，有必要限制在施工期間，特別在風(fēng)載下的平衡懸臂撓曲。

　　4 施工控制方法

　　結(jié)構(gòu)計(jì)算分析是橋梁監(jiān)控的理論依據(jù),由工程實(shí)際建立理論模型,對(duì)結(jié)構(gòu)各階段的內(nèi)力及撓度進(jìn)行計(jì)算。理論模型中參數(shù)的選用準(zhǔn)確與否直接關(guān)系它與實(shí)際構(gòu)筑物的吻合程度,模型吻合得好,則由此計(jì)算的梁體的內(nèi)力和撓度就比較準(zhǔn)確。在橋梁的實(shí)際施工中,由理論模型計(jì)算的某一施工階段內(nèi)力、撓度(標(biāo)高)等會(huì)與實(shí)際量測(cè)結(jié)果存在一定偏差,為確保施工質(zhì)量,必須將偏差控制在容許范圍內(nèi),當(dāng)這些偏差超過(guò)一定范圍時(shí),就應(yīng)對(duì)理論模型中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。目前，高程線(xiàn)形監(jiān)控的方法一般有兩種:糾偏終點(diǎn)控制法,即在施工過(guò)程中,對(duì)產(chǎn)生主梁線(xiàn)形偏差的因素跟蹤控制,隨時(shí)糾偏,最終達(dá)到理想線(xiàn)形。這種方法常用 Kalman 濾波法。 顯然,這種方法效果雖然理想但工作量大;自適應(yīng)控制法,即對(duì)施工過(guò)程的標(biāo)高和內(nèi)力的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值進(jìn)行比較,對(duì)結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)進(jìn)行識(shí)別,找出產(chǎn)生偏差的原因,從而對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正,達(dá)到控制的目的。自適應(yīng)控制方法易于廣大工程技術(shù)人員理解和掌握,在多座橋梁的建設(shè)中成功應(yīng)用。其關(guān)鍵技術(shù)有：

　　4.1 箱梁理論標(biāo)高的計(jì)算

　　在實(shí)施監(jiān)控之前,必須做好箱梁設(shè)計(jì)線(xiàn)形、目標(biāo)線(xiàn)形和預(yù)拱度線(xiàn)形計(jì)算。設(shè)計(jì)線(xiàn)形由大橋設(shè)計(jì)單位提供,目標(biāo)線(xiàn)形則是在設(shè)計(jì)線(xiàn)形的基礎(chǔ)上,計(jì)入活載和長(zhǎng)期徐變的作用。一般活載效應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)范, 長(zhǎng)期徐變作用則根據(jù)計(jì)算和國(guó)內(nèi)已建成的同等跨徑橋梁設(shè)置經(jīng)驗(yàn)確定。 預(yù)拱度線(xiàn)形的計(jì)算要在大橋施工圖中施工階段的基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化, 把箱梁一個(gè)節(jié)段施工過(guò)程劃分為三個(gè)階段進(jìn)行,即掛籃移動(dòng)、澆筑混凝土和張拉預(yù)應(yīng)力筋前后。在標(biāo)高的控制中,只要理論模型與實(shí)際吻合,就可以根據(jù)上式得到立模標(biāo)高,在節(jié)段施工時(shí),準(zhǔn)確放樣立模標(biāo)高,即可以達(dá)到控制目的。當(dāng)實(shí)測(cè)變形和理論計(jì)算變形不相符時(shí),則應(yīng)調(diào)整計(jì)算參數(shù),修正理論模型,消除理論與實(shí)際的偏差,從而掌握實(shí)際變形的規(guī)律,通過(guò)調(diào)整立模標(biāo)高對(duì)橋梁標(biāo)高進(jìn)行控制。

　　4.2 箱梁撓度測(cè)試方法

　　總共進(jìn)行3次測(cè)量:①掛籃移動(dòng)后;②張拉預(yù)應(yīng)力筋前;③張拉預(yù)應(yīng)力筋后。這種方法也叫三階段觀(guān)測(cè)方法。三階段觀(guān)測(cè)方法的階段①、②的測(cè)量數(shù)據(jù)差反映箱梁節(jié)段自重產(chǎn)生的撓度效應(yīng);階段②、③的測(cè)量數(shù)據(jù)之差反映箱梁節(jié)段張拉預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的撓度效應(yīng);本階段③、下階段①的測(cè)量數(shù)據(jù)之差反映掛籃移動(dòng)產(chǎn)生的撓度效應(yīng)。最后一個(gè)階段張拉預(yù)應(yīng)力后要測(cè)現(xiàn)澆段和已澆段上的測(cè)點(diǎn),其目的是檢查每施工一個(gè)箱梁節(jié)段后實(shí)測(cè)線(xiàn)形與理論線(xiàn)形是否吻合。結(jié)合云臺(tái)山大橋等橋梁的施工監(jiān)控, 認(rèn)為采用三階段的觀(guān)測(cè)方法是比較合理和優(yōu)化的,它既抓住了施工控制的關(guān)鍵階段,體現(xiàn)了施工控制的本質(zhì)含義,又滿(mǎn)足了施工控制的全面要求,而且還極大地簡(jiǎn)化了勞動(dòng)強(qiáng)度,值得在施工中推廣。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　充分重視施工過(guò)程的管理施工中應(yīng)認(rèn)真做好監(jiān)控所需的試驗(yàn)數(shù)據(jù),如掛籃變形、混凝土重度、混凝土彈模等,這些數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)確計(jì)算、預(yù)測(cè)起到重要作用,不可忽視。

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