T型刚构的悬浇施工及控制(修改)

T型刚构的悬浇的挠度控制
赵刚毅
佛山市顺德区昌泰市政工程有限公司广东佛山528000
摘要：T型刚构桥梁因其受力明确、构造简单、施工方便、变形较易控制等优点而受现代桥梁工作者们的青睐，并成为现代桥梁的主要建筑形式之一。

T型刚构桥的核心结构为T型刚构，简称T构，T构也是T型刚构桥施工的重点和难点。

T构按施工方法分支为悬拼和悬浇两种，两种施工方法各有利弊，适用性也不同，此不赘述。

本文着重介绍的是T构悬浇的挠度控制问题。

关键词：T型刚构；桥梁；悬浇；挠度控制
一、T型刚构悬浇施工中控制要点
T型刚构控制的核心内容为挠度控制，挠度控制又分为两个阶段，一是理论控制阶段，二是施工过程中的纠偏控制。

理论控制阶段的主要任务为计算出合理的预拱度，施工过程中控制的主要任务T 构阶段的标高控制，同时修正实际挠度与理论挠度的偏差，并最终使通车后的T构达到设计线形。

二、T型刚构悬浇施工挠度控制方法
（一）施工预拱度的确定
早期的桥梁工程师们通常通过力学计算得出T构的施工预拱度，事实上施工预拱度是不能仅靠理论计算来确定的，由于T构施工过程中受力条件不断变化，同时不同施工时间、气温、湿度、材料性能及养护等条件也不同，这些特点都使T构预拱度不能单纯的靠理论计算确定。

理论计算仅是施工预拱度控制的第一阶段，理论计算出的预拱度必须与同类型T构的实测值做比较，并根据经验数据加以比较及修正。

有些桥梁工程师们根据不同的T构施工控制的实测值及理论公式归纳出经验公式，因此大大简化了施工预拱度的确定过程。

一）理论计算阶段的控制
1、理论计算公式
T构悬臂梁的变形计算一般采用共轭梁（虚梁）法，下图中示出了由于荷载、预应力等所产生的弯矩M引起作用在虚梁上的弹性荷载图形，由此可得任意截面xj处的挠度f j，其计算公式为：
f j=∑[M i/(E i*I i)](x j-ξi) (i≤j)
式中：f j ———截面x j 处的挠度；
M i ———第i 段梁段的弯矩平均值，可近似地取该段始末截面弯矩的算术平均值；
E i ———
第i 段梁段的弹性模量，可近似地取该段始末截面惯性矩的算术平均值； I i ———
第i 段梁段截面惯性矩；
x j
———
第j 段梁端部距1号段内侧边的水平距离； ξ
i ———第
i 段梁段中线距1号段内侧边的水平距离；
悬臂施工挠度计算图式
d4
d3
d2d1Mi EIi
di
Xj-ξi
ξi
xj
4
3
2
1
虚梁
2、理论计算阶段应考虑的因素
（1）T 构节段自身的重量； （2）模板、支架的弹性压缩； （3）T 构各节段的预应力； （4）施工期间的温度应力； （5）施工荷载；
（6）混凝土的强度及龄期； （7）挂梁产生的荷载； （8）通车后的活载；
（9）混凝土的徐变；
二）预拱度的确定
由于影响预拱度的因素非常复杂，因此理论预拱度不能直接作为施工预拱度，必须与同类T构的实测值做比较，同类T构是指T构的断面尺寸、长度、T构与桥墩的联结方式、挂梁方式、桥梁所在的地区、施工时间等比较接近的T构，当比较差值较小时，可采用理论值作为施工预拱度，当比较差值较大时，应再采用预拱度经验公式加以比较，当与理论值相差不大时可采用理论值与经验公式值的平均值。

需要指出的是，在一般情况下，预拱度总是朝上设置的，当计算结果向下设置时，应加以研究和处理，主要复核张拉力是否富余，此种情况一般不设置预拱度。

（二）T构施工过程中的挠度控制
一）采取合适的施工方法
悬臂施工一般采用挂蓝施工，挂蓝分为自锚式挂蓝和配重式挂蓝，目前国内一般采取自锚式挂蓝，而自锚式挂蓝施工技术自传入中国以来已发展成两大类型：斜拉式挂蓝和桁架式挂蓝，两种挂蓝形式对不同的桥型各有利弊。

斜拉式挂蓝体重轻，便于移动，但负重能力较小，适应于截面不大的小型，其中三角形挂蓝体重较小，适应于小型T 构，菱形挂蓝及悬臂式挂蓝较重，适应于大型T构的施工T构，桁架式挂蓝有发展为三角形挂蓝、平行桁架式挂蓝、菱形挂蓝等形式。

目前国内比较常用的大型挂蓝主要是菱形挂蓝和三角组合梁式挂蓝，平行桁架梁式挂蓝体重较大，一般在大型T构才采用。

下表为国内部分桥梁的挂蓝类型：
国内部分桥梁挂蓝类型表
选择挂蓝的原则是首先是安全可靠，满足梁体结构、形体、质量及设计对挂蓝的要求，然后考虑低成本、高质量、短工期。

实践中，采取万能杆件、贝雷桁架、六四军用桁架组拼的挂蓝桁架，一般比型钢加工的挂蓝成型快，设备利用率高，成本低，而自行
加工或专业单位生产的挂蓝一次性投入成本大，但定型挂蓝具有节点少、变形小、质量轻、结构完善、施工灵活和适用性强的优点。

具体采用何种挂蓝还要考虑施工单位自有的材料，做到就地取材、经济实惠。

二）严格按施工程序施工
挂篮施工共分四个主要的内容：挂篮的加工、挂篮安装、挂篮的加载试验、挂篮的监控。

挂蓝的加工与安装工艺在国内已基本成熟，此不赘述。

挂蓝的加载试验及监控往往被桥梁施工人员忽视，实践证明，即使是通过实测值或经验值修正后的理论预拱度也不能与实际T构的挠度完全相符，就是因为影响T构的挠度的因素太多，其中挂蓝及模板的非弹性变形就是其中原因之一。

由于不同的挂蓝结构、采用材料及受力条件不同，安装好的挂蓝必须进行加载试验，消除这些因素的影响。

通过加载试验收集各种技术参数以指导以后的施工，为悬浇施工高程控制提供可靠依据。

1、试验项目及收集的资料
①挂篮系统在各个工况下的各个主要构件的变形值收集。

②各个构件和连接接头的安全性检验。

③锚固系统变位观测和安全性检验。

④箱梁的变形观测。

⑤整个挂篮的承载能力和安全保障系统的检验。

2、加载试验方案概述
加载系统试验采用钢绞线配重分级加载的方案，加载分级为实际最大箱梁混凝土重量的25%→50%→75%→100%→110%→卸载。

加载试验要达到完全或基本模拟挂篮混凝土浇筑过程中的各种工况下的受力状态。

为此要求加载时应根据箱梁不同部位的不同荷载值，均匀对称地将荷载分布于挂篮底模上。

3、加载试验施工
①在加载前必须先对挂篮进行全面的检查，特别要认真检查各个锚固系统的锚固情况，检查无误后方可进行加载试验。

②在进行加载前同时应完成所有的测量和监控最初数据的收集工作。

③先进行底板部位、其次腹板部位、最后进行顶板和翼缘荷载的加载工作，整个加载要求均匀对称地加载袋装土。

④在整个加载过程中必须作好加载重量的统计，务必确保加载重量的准确性。

⑤在每完成一次加载工作后必须及时收集并整理各项观测资料、数据，经分析处理后方能进行下一级荷载试验。

⑥每一级荷载试验时其持荷时间不得小于1小时。

5、挂篮监控及纠偏措施
挂篮施工监控主要进行箱梁的挠度和扭转变形观测，以及进行挂篮加载观测。

（1）监测准备
①依据全桥控制测量，在主桥0号梁段的中心上布置箱梁监测控制点。

该点必须以四等控制网的精度进行布置。

②在控制点布置完成后，应进行3号和4号墩各控制点的联测。

③根据监控单位的要求埋设各种控制点和应力测试元件。

（2）挂篮加载监测
①挂篮加载前应在挂篮上布设观测点,观测点包括：前后支点处箱梁顶面、前后支点处轨道顶面、前后支点的顶面、前后上横梁的支点处和跨中、前下横梁支点处和跨中、下后横梁的两端、底平台中线上各点以及挂篮的轴线偏位观测。

②加载试验主要进行挂篮的挠度和侧移、扭转观测。

③在每一级加载持荷中必须进行各连接节点和各杆件的变形以及锚固系统的检查。

（3）挂篮前移观测
①挂篮在前移时，根据设置的各控制点检查挂篮是否同步前进。

②挂篮中线观测检查挂篮是否偏位变形。

③观测挂篮在前移中是否发生有过大的竖向挠度。

④认真检查轨道的锚固梁和行走小车是否牢固可靠。

（4）箱梁变形观测
①根据监控单位提供的监控点进行测量监控。

②观测的主要内容：立模混凝土浇筑前后预应力张拉前后以及拆除挂篮后，最终成桥前的各项标高测量工作。

③为减少温度的影响，挠度观测应安排在早晨太阳出来之前进行观测。

⑤在进行变形观测时必须详细地记录观测时的温度。

（5）挠度偏离后的纠偏措施
当阶段偏离预设的挠度时，需要重新计算并确定预拱度，然后调整阶段间的转角，使之达到新的预拱度要求。

三、总结：
T型刚构悬浇施工具有施工难度大、施工工艺复杂、施工技术要求高等具体特点，而挠度控制又是T构悬浇的关键和核心技术，这就要求必须对T型刚构悬浇施工中挠度控制要有全面、科学、
有效的管理手段和方法，按理论指导实践、实践中检验理论的唯物辩证法进行管理和施工，必将使我国的桥梁建设技术进一步提高，真正掌握桥梁施工的核心技术。

参考文献：
[1]《桥涵》交通部第一公路工程公司主编人民交通出版社
[2] 《桥梁工程》范立础主编人民交通出版社
[3]孙伟铭，王栋.T型刚构桥施工中新型技术应用与管理的重点和难点[J].市政道路管理现代化，2007，1。