松花江大桥悬臂施工中各阶段立模标高的确定

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　　摘要：大跨度预应力混凝土连续梁悬臂浇筑施工中各阶段立模标高的确定极为重要，是桥梁线形控制中最重要的任务之一，它是决定结构在最终成桥状态时是否能够到达设计要求各项性能指标的决定性因素。本文以松花江大桥为例，介绍悬臂施工中各阶段立模标高的确定。
　　关键词：悬臂施工；线形控制；立模标高
　　1工程概况
　　松花江大桥主桥结构为5跨预应力混凝土连续箱梁，其跨径布置为90.5m+3×138m+90.5m,全长595.5m。主梁箱梁采用单箱单室，采用悬臂对称浇注施工。
　　2标高控制原理
　　2.1设计标高
　　桥梁的设计标高就是桥梁竣工多年以后，在承受1/2静活载情况下的标高。这里要求“竣工多年(一般为3～5a)以后”是为了保证混凝土后期收缩徐变大体完成，桥梁不再发生明显的后期变形；“承受1/2静活载”则是近似模拟桥梁在正常使用情况下的活载工况。
　　2.2竣工标高
　　竣工标高即为桥梁刚刚竣工时的成桥标高。
　　桥梁在竣工后还要发生后期徐变变形及活载变形，因此可得：
　　
　　式中，——桥梁竣工标高，下脚标i表示桥梁纵向位置，以下同；
　　 ——桥梁设计标高；
　　 ——桥梁竣工后由于混凝土后期徐变而引起的变形，以向下为正；
　　 ——桥梁承受1/2静活载所引起的变形，以向下为正。
　　显然：
　　
　　2.3立模标高
　　立模标高即施工时模板的放样标高。对于不同的施工工艺，立模标高的计算方法是不同的，当然也就对应不同的立模标高。悬臂浇筑施工阶段的立模标高：
　　
　　式中，——结构某一点在立模之后，由于以后的施工操作使该点产生的变形，这种变形直到成桥竣工时为止。因此我们把它记作(取向下为正)；
　　 ——施工i阶段挂篮变形值。
　　3立模标高的计算
　　3.1关于的取值
　　是由设计方给定的，对于实际桥梁在施工时是分阶段施工的，每一阶段的标高并没有确切的提供，这些都必须要求自己去计算确定。针对本桥而言，主桥就包括斜坡，竖向曲线和预拱度，以主桥中心为分界线，小里程处于1.046％的斜坡上，大里程处于－2.4％的斜坡上，主桥处于T=292.91m，R=17000m，E=2.52m的竖向曲线上，并且在全桥各跨有8cm+12cm+12cm+12cm+8cm的预拱度。计算如下：
　　
　　式中，——设计桥梁阶段预拱度；
　　 ——桥梁斜坡阶段预拱度；
　　 ——桥梁成桥预拱度阶段预拱度，由设计院提供；
　　 ——桥梁竖向曲线阶段预拱度。
　　3.2的取值
　　可通过结构计算准确求得。在实际标高监控工作中，一般采用近似计算法，即先按中跨跨中截面挠度影响线(即弯矩影响线)布载，求出跨中最大挠度并取其一半，然后按二次抛物线分布于该跨；边跨情况如法炮制。
　　3.3关于的取值
　　的取值也可以采用相类似的方法，通过计算求出控制载面的挠度最大值，然后按抛物线沿跨长分布。
　　3.4关于的选取
　　的具体取值方法，以本桥计算为例，进行以下简单介绍。本桥在进行这部分考虑时是通过试验和现场施工测量对比得到，通过几个墩的测量对比，得到和现场实际较为吻合的沉降数据。
　　(1)挂篮挠度变形试验
　　①测试目的
　　通过模拟施工荷载试验来测试挂篮主桁在施工状态下的弹性变形和非弹性变形之值总和，同时通过对最大梁段荷载的模拟获得挂篮下沉量曲线。施工中对照曲线取得挂篮主桁下沉量以便合理运用预抬值成功控制本桥浇筑线形。
　　②荷载模拟
　　最重梁段混凝土重：1355kN(2＃段)。
　　模板支架自重：270kN(底模、外模、内模)。
　　冲击荷载：98kN。
　　施工荷载：49kN。
　　梁段总荷载：∑P=1772kN。
　　单片桁架承载：P测＝1/4×∑P－98/2=392kN(主桁前横梁处)。
　　③加载方式
　　采用双片桁架地面对拼装方式，于前横梁位置处张拉模拟施工荷载P测，400t液压千斤顶模拟设计荷载，加压分级进行，每次加压50kN，压力表控制应力直至达到设计荷载(P测)，测试三角挂篮主桁(测点设在前横梁位置处)在应力作用下的变形及其线形方程关系。然后按每50kN匀速卸载，测试挂篮在减压过程中的变形回弹情况。
　　预压结束后，将所测得数据(见表1)绘出挂篮的最大弹性变形曲线(图1)，以尽可能消除非弹性变形和获得标高控制数据。根据曲线查出每段对应变形量用以指导施工。
　　表1挂篮预压测试记录表

　　
　　④挂篮前吊带结构计算
　　挂篮主吊带为Φ32mm精轧螺纹钢筋，其余为Φ25mm精轧螺纹钢筋。受力模拟中吊杆长度小于实际吊杆长度，实际挂篮施工中应用相应吊杆长度替换测试吊杆计算预抬值。
　　吊杆伸长值为
　　式中，P——为吊杆拉应力；
　　 L——为吊杆受拉长度；
　　 E——为精轧螺纹钢筋弹性模量；
　　 A——为吊杆直径。
　　(2)挂篮变形现场测量
　　为了确保挂篮变形在施工标高调整中得准确性，由于试验条件和实际施工中条件得不一致，仅仅靠试验是不能够满足的，所以本桥在施工监控中为了避免这种误差，就在每个挂篮上布置测点，准确计算实际施工中挂篮的变形。
　　现场测量在施工2#阶段1#点左侧主桁挠度17mm，1#点右侧主桁挠度16mm，4#点的挠度35mm，5#点的挠度32mm，这样比较计算可得前吊带的弹性伸长量为16mm，理论计算和试验结果较为吻合。[!--empirenews.page--]
　　4结语
　　通过以上分析及计算就可以确定悬臂浇筑施工中个阶段的立模标高。而实际中影响挠度的因素较多，主要有零号块托架的变形、挂篮的变形、现浇段支架的变形、箱梁段自重、预应力大小、施工荷载、结构体系转换、混凝土收缩徐变、日照和温度变化等，在实际的立模标高控制中还将考虑这些因素的影响。立模标高的控制将影响合龙精度及成功与否，这是确保桥梁线形符合设计要求的决定性工作。
　　参考文献
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