长联大跨连续梁桥施工重点控制

长联大跨连续梁桥施工重点控制

摘要:结合龙岩特大桥实际施工情况，介绍了长联大跨连续梁桥的临时固结支座、合拢钢支撑的设计，以及支座纵向预偏量、立模标高的计算原理，并采用MIDAS软件建模对线形控制作辅助分析。

关键词:长联大跨连续梁；施工控制

1．前言

连续梁桥一般采用悬臂挂篮分段施工，结构从悬臂静定结构到合拢转换成超静定结构，再到桥面铺装，经历的施工阶段多、体系转换次数多，施工情况复杂。施工控制的目的是为了保证连续梁施工安全、顺利合拢、成桥状态良好（线形、内力）、后期使用安全可靠。为达到目标，本文以龙岩特大桥为例，对长联大跨连续梁临时固结、支座纵向预偏量设置、合拢段施工、线形控制等几个关键方面的施工控制加以论述。

2．龙岩特大桥概况

龙岩特大桥是新建龙（岩）厦（门）铁路上的一座特大连续梁桥，是龙厦铁路的重点控制工程之一。桥全长1748.1m，其中17#～23#墩为一联（48+4×80+48）m长联大跨连续梁，设计时速200KM/h。主梁为全预应力结构，20#墩顶设固定支座，其余墩顶设活动支座。主梁采用挂篮悬浇，合拢顺序为：先边跨、后中跨、最后次中跨。

3．龙岩特大桥施工重点控制内容

图1 临时固结支座

3.1.2临时固结支座

连续梁悬浇期间，在主墩墩顶和0#块间设临时固结，当处于最大悬臂施工状态时，临时固结承受着很大的竖向压力，同时还可能承受着由于两端荷载不匹配形成的不平衡

收稿日期：2011-10-9

弯矩。

本桥每墩设4个临时支座，截面尺寸为0.7m*1.5m，现浇C50混凝土，中部设一层5cm厚硫磺砂浆，墩顶及梁底混凝土内设钢筋网片加强，每个支座内设4根φ32精轧螺纹钢筋将梁体锚固，张拉力500 kN。

临时支座按正常和非正常情况考虑荷载[1]。

正常情况包括：①梁体不均匀，T构一边恒载增大5%，另一边恒载减少5%；②两端悬浇砼不同步，不平衡重取节段箱梁底板重；③施工机具偏载，一端100kN集中荷载，另一端空载；④风载不均匀，一边承受100%的风载，另一边空载；⑤悬浇块件动力系数 1.2。支座计算结果压应力σc,max=6.2MPa <[fc]=37MPa，拉应力σt,max=1.8MPa <[ft]=3.1MPa。

非正常情况包括：一端挂篮连同砼突然掉落，并计冲击系数2.0，另加正常情况的①、④荷载。

3.1.3 永久支座预偏量设置

永久支座在0#块施工时预先安装就位，上下座板设纵向预偏量，并临时锁定，锚栓孔采用重力式灌浆堵塞。

长联大跨预应力砼连续梁，因桥梁跨数多、跨度大，施工工期长，已经合拢完成的梁体由于合拢索张拉、收缩徐变、体系温度变化、列车活载等因素会产生纵向变形，其活动端支座会产生纵向水平位移。为此，在安装永久支座时，需在桥墩支座上座板与支座理论中心线间预设纵向偏移量，以抵消梁体产生的纵向位移，从而减小支座及桥墩的偏心受力。

设计提供的各墩支座预偏量已考虑上述影响因素，但其中的“体系温度变化引起的变形”是依据“所有跨合拢温度相同（取桥址处年平均气温）”的假定计算出来的[2]。对于长联连续梁，温差引起的支座预偏量与合拢顺序、各T构合拢温度有很大关系，该部分应根据实际合拢顺序、实际合拢温度进行调整。温差引起的偏移量包括全桥合拢前和合桥合拢后两部分，以17#边墩来说明合拢温差引起的支座预偏量，如图2，20#墩设置固支座，其余为活动支座。

图2合拢顺序及合拢温度

⑴全桥合拢前：次中跨合拢锁定时，偏移量δ17相对18=α.Δt.l=1.0×10-5×(20-15) ×48=0.0024m(←)，偏移量δ18相对20=0，则全桥合拢时δ17相对20=0.0024+0=0.0024m(←)；

⑵全桥合拢后：为使合拢后体系温度变化时，支座偏移量左右平衡（即当体系温度达到设计考虑的平均温度15℃时，全部支座偏移量为0[2]），还需考虑体系温差（最后跨合拢温度-设计合拢温度）引起的偏移量，即δ17相对20=1.0×10-5×(15-20) ×208=-0.0104m(→)；

⑶17#墩温差引起支座偏移量总和δ17相对20=-0.0104+0.0024=-0.008m(→)，则17#支座预偏量为0.008+0.08（设计预偏值）=0.088m（←），远离固定墩方向。

3.4 合拢段施工

设计合拢顺序为：先边跨、后中跨、最后次中跨，合拢设钢支撑、张拉临时索，合拢钢束分两批张拉，具体施工步骤如下表。

施工阶段步骤说明图式

边跨合拢①安挂篮②安钢支撑③解除边墩永久支座锁定及梁在现浇支架上的水平约束④张拉临时索⑤灌砼⑥张拉边跨首批束⑦拆墩旁托架⑧拆18#、22#临时固结

中跨合拢①安吊架②安钢支撑③张拉临时索④灌砼⑤等强50%后，拆除19#、20#、21#临时固结及永久支座锁定⑥张拉中跨首批束

次中跨合拢①安吊架②安钢支撑③解18#、22#永久支座锁定④张拉临时索⑤灌砼⑥张拉次中跨首批束⑦张拉边跨二批束、中跨二批束

二期恒载全桥合拢60天以后，桥面铺装

后期束张拉次中跨二批束

合拢钢支撑作用是连接合拢拢两端、防止错动，在合拢砼达到强度前，抵抗两端梁体因升温而产生的轴压力。升温时,合拢口钢支撑受力N按两种情况计算:①当合拢段一端的固结约束解除后，要承受合拢口一侧梁体支座摩阻力之和: ; ②当合拢段两端固结均未解除，且主墩及临时固结刚度足够大时:[3]

—合拢半跨及相连自由伸缩梁体自重；—盆式橡胶支座摩擦系数，取0.03；—临时索提供的预压力；—砼线膨胀系数，取1.0×10-5；—升温度数；、、—合拢跨总长、悬浇段长度、合拢钢支撑长度；—箱梁第i段平均截面积；—箱梁第i段分段长度；、—钢材、砼弹模。

图3合拢钢支撑

本桥边跨及次中跨合拢钢支撑按前述第一种情况设计，N1=2964KN，共设4根支撑，每根由2I25b工字钢组拼；中跨合拢为确保稳定，一端固结在张拉预应力前才解除，钢支撑按第二种情况设计：N2=21042KN（升温10℃），共设8根支撑，每根由2I50b工字钢组拼。

本桥为低温合拢，按设计在顶板、底板各张拉两束，每束张拉力490KN。

钢支撑锁定前先测量合拢两端悬臂高差，当高差超过15mm时，将高的一端压重，调平后再锁定。钢支撑在夜间低温时段迅速、对称锁定，锁定后立即张拉临时索，钢支撑在张拉永久束前拆除。砼在夜间低温时段灌注，灌注过程中加水箱换重。

3.6 线形控制

设计给出线形为桥梁结构的最终成桥线形，设计标高是指桥梁竣工多年以后（一般为3-5年，保证后期收缩徐变大体完成，桥梁不再发生明显的后期变形），在承受1/2静活载情况下的标高。理论立模标高根据模型计算的预拱度和梁底设计标高进行设置，预拱度曲线与恒载及1/2静活载所产生的挠度曲线基本相同，但方向相反，而对于分段施工的主梁来说，挠度变化复杂，几乎随时都在受外荷载、砼自生收缩徐变特性、环境温度等的改变等而变化，其很难与事先估计的理想状态相符。由于连续梁后面阶段的挠度是前面各个阶段结构状态的叠加结果，后期挠度可调量很小，因此，必须根据实际施工情况，通过比较实测值与理论值，调整计算参数、精确提供各中间状态的立模标高。立模标高计算公式为：