悬臂浇筑刚构桥施工预拱度控制示例

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。

一．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的结构。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。

二．设计预拱度

生死崖大桥设计图纸中，给出了设计的预拱度。

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）

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。

三．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）

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。

四．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）悬臂自身的挠度。

（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性变形之和设定，保证合拢时保持设计的预拱度，即成桥时是呈现着设计预拱度的（区别于立模标高按设计预拱度与挂蓝弹性变形之和，那样成桥时是略高于设计线形桥面，很容易出现下挠后果）。设计预拱度值是7.9厘米，对于100米跨度来说，坡度影响是很小的（0.158%），而对于结构来说意义更重要。临标段的桥就成桥后开始下挠，已达10多厘米。

（4）合拢后预拱度本着以上原则，生死崖大桥施工中测量放线时一方面参考计算下挠值，另一方面根据已施工块体实测结果进行调整。最终预拱度略大于设计预拱度，分析原因是：偏于追求宁高勿低，各个环节均取值偏高。

（5）全张拉后预拱度值

中跨底板预应力张拉完后，全桥高程有所变化，结果是有利的。

五．后期观测结果

通过合拢后两个月的观察，中跨开始下挠，这个过程就属于徐变，大约要1500天时间才算进入稳定阶段。第一个月下挠7毫米，第二个月下挠1毫米。等下一步8cm厚的铺装层施工完毕后，桥面估计还有3cm 左右的下沉量。那时桥面线形将更加完美。

六．结论

第一次施工这样的桥，是个摸索过程。从开始到结尾都有仓促之感，

我们也体会到--各方面积累都需要加强,才能做好更多更难的工作。同志

尚须努力！

生死崖大桥施工工期管理

丁进生刘金峰李宏基

主题词：刚构桥悬臂浇筑施工工期管理

生死崖大桥简介生死崖大桥全长217米，由55+100+55米三跨变截面P.C.连续刚构桥。上下行分离，单箱单室断面，箱梁根部梁高5.3米，跨中2.0米，顶板宽12米，底板宽6.0米，翼缘悬臂3.0米。箱梁高度从1号块到11号块按二次抛物线变化。纵向分段为6×4.0+5×4.5米，0号块长4.5米，中、边跨合拢段分别为2.5、2.21米，边跨现浇段4.0米。全桥位于R=1100米，切线长T=765.055米，外距为E=185.957米的圆曲线上。

一、悬臂浇筑工艺挂蓝安装（移位）→钢筋绑扎（预应力波纹管安装）→混凝土浇筑→混凝土养生→预应力束安装→预应力束张拉→管道灌浆→下一块体挂蓝移位

一、臂浇筑人员设备作为中建系统的我们，以前以房建施工为主，可以认为是静态结构施工，在施工工艺、施工管理、过程控制以及安全施工各方面均有很成熟的经验。而悬臂浇筑则是动态性结构，特别是桥面高程控制，在合拢以前每个已浇块体都会随着后来块体施工产生下挠，而且箱梁截面特性连续变化，材质、气候、徐变等各种因素共同影响，难以用简捷的数据指导施工，相对来说经验更显得重要。还有悬浇所必须使用的挂蓝，其结构、性能，使用对我们来说都是第一次，有一个从学习到熟练的过程。本次施工所选用的挂蓝是目前常用的几种形式中最简捷的三角形组合挂蓝，其最大特点是受力简明、重心较低、安装方便、锚固简便有效。人员配备成挂蓝安装组、钢筋组、混凝土组、张拉组及辅助人员组。