基于高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制研究

基于高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制研究

王熠,林海峰

中建八局第三建设有限公司 南京 210000

摘要：悬臂挂篮可以在施工过程中自由灵活移动，无需辅助设备，且对周边环境的影响很小，因而得到了广泛应用。为提升悬臂挂篮的施工质量和安全性，需要制定和执行严谨的施工管理计划，充分了解与熟悉关键的施工技术及质量控制要点，并按照设计图纸和工艺流程进行施工，从而更好地保证悬臂挂篮的施工质量和稳定性，让整体施工更有序。

关键词：悬臂挂篮;线形控制;成桥预拱度;现场监测

引言

随着我国对交通建设的投资增大，出现了越来越多的跨河大桥。在特大桥建设中，挂篮悬臂浇筑方法被广泛应用。该技术具有成本低、效率高、施工简单等优点。许多学者对挂篮悬臂浇筑方法进行了研究，对菱形挂篮悬臂浇筑、梁段混凝土悬臂浇筑及合龙段施工技术要点进行了分析对悬臂浇筑施工进行了概述，并探索其在工程中的具体应用。结合施工实例，对三角挂篮悬臂浇筑技术的具体应用进行了分析。阐述了挂篮悬臂浇筑施工的原理，对其在桥梁中的具体应用进行了深入分析。

1悬臂挂篮施工线形控制原理

由于悬臂挂篮施工对精度要求高，需做好施工现场控制，以确保施工持续、稳定地进行，尤其是要加强对悬臂挂篮浇筑的线形控制。利用计算机模拟、明确各受力区间的变形量，并据此进行相应的整桥预拱指数设计，为后续挂篮浇筑施工标高提供参数依据。根据施工经验得出以下桥梁挠度的影响因素：其一，悬臂浇筑节段的自身重量。其二，悬臂节段和挂篮所受的外部载荷。其三，在张拉时，由于预紧式拉伸引起的额外应力。其四，浇筑阶段，锚杆末端的荷载作用。其五，混凝土收缩徐变和因预压产生的收缩和变形。其六，温度、湿度和风的荷载作用。其七，桥梁下段因下沉产生的变形。其八，施工中的偏心力。由于上述各种影响，导致结构的整体变形呈现出一种不断变动的趋势。因此，在进行设计预拱时，要确保悬臂浇筑节段的闭合。应综合上述影响因素，并根据实际情况，对其进行调整。

2单侧悬臂挂篮技术特征优势

施工中应用单侧悬臂挂篮技术，可有效保证桥梁底部的完整性，即施工过程受控性较强，遇到环境变化等突发情况不易对施工整体造成影响。同时，该技术应用范围广，针对不同施工环境均具备较好的适应性，且可应用于桥梁建设全过程，具备很好的整体结构协调性能和整体受力操控性能，可根据施工条件的不同进行位置调整，针对大跨径的桥梁施工优势体现尤其明显。利用单侧悬臂挂篮技术可实现桥梁上下结构协同施工，施工精度准确，在有效提高效率、减少施工周期、节省人工成本的前提下，可有效保证桥梁施工质量.

3大跨径连续桥悬臂挂篮施工线形控制要点

3.1大跨径连续桥悬臂挂篮施工过程计算分析方法

将特大桥作为工程依托，大跨径连续桥梁在悬臂挂篮施工过程可利用midasCivil仿真软件，进行线形、稳定性等一系列分析，完成悬臂挂篮施工的线形控制仿。目前对桥梁施工结构变形和受力分析计算方法，主要分为正装计算法与倒装计算法，正装计算法即按照悬臂挂篮施工的作业顺序进行结构变形及受力分析，而倒装计算法则是按照悬臂挂篮施工的作业，倒拆顺序分析不同阶段的结构变形及受力情况。使用正装计算法和倒装计算法的分析方法都假定一定的理想状态，且都各有千秋。使用正装计算法结构分析时，前提是荷载与位移处于理想状态，而现实作业环境里，节点坐标跟着荷载变化不断改变，如果只是使用正装计算分析，则不能达到线形控制的效果。采用倒装计算法对桥梁结构进行分析时，没有考虑混凝土收缩的影响，也不能很好达到线形控制的目的。因此在悬臂挂篮施工过程中，为了有效实现线形控制的效果，且满足图纸要求，使用正装计算法把初始标高作为初始点进行结构和力学变形的研究。实际上，由于非线形的影响，计算结果往往不收敛，正装计算法不可能一次满足设计要求，需重复新一轮的正装计算步骤，直至计算结果收敛闭合，满足设计要求。

3.2挂篮箱梁悬臂浇筑施工控制

单侧悬臂挂篮技术具有良好的支撑功能，体现在桥梁施工材料的移动运输方面，表现为具备良好的灵活性。为达到预期的混凝土张拉效果，应在悬吊操作实施平台定位装设支架模板，根据桥梁施工实际，可适当选择安装竖向预应力筋和竖向预应力管道，并适当调整内侧模板，以保证后续的安装钢筋工序及浇筑混凝土工序质量。设计测算好吊带预留孔位置后，可实施单侧悬臂挂篮梁臂混凝土浇筑。浇筑施工过程中，应通过观测悬臂重力荷载、环境温度变化及装置设备等因素参数，确定单侧悬臂挂篮参数值的变化，并实时观察混凝土测点标高。精确设置混凝土浇筑参数，按设计要求专业画线，合理设置施工材料存放位置，控制挂篮负荷参数，避免应负荷超标引起桥体质量问题。同时，应利用可视监控系统对混凝土模块的质量进行控制，在桥面墩顶位置安设监控设备，对易产生误差位置进行实时监控，形成记录及分析数据，用于协助实施混凝土质量管理。

3.3挂篮拼装

此桥梁项目中墩顶0#块是悬臂现浇挂篮施工的重点，其直接影响桥梁结构的安全性与稳定性。待0#块托架浇筑施工结束之后，紧接着就要实施挂篮结构拼装，同时由此梁端中心段朝向两侧的顺序实施对称式装配。1)安装行走钢板。把0#梁段腹板表面上的泥土等杂质彻底清理，保证表面干净、整洁，紧接着实施砂浆找平处理，同时在砂浆上规范铺设钢板(必须保证钢板厚度与宽度等指标符合工程要求)，最后准确测量箱梁中心线、主桁中线与轨道端头等重要部位［3］。2)吊装菱形桁架。从项目施工现场划定安全区域，以吊车的方式把菱形桁架吊放在前后支座上，同时保证紧密连接。然后从桁架后端进行精轧螺纹钢筋和扁担梁的规范安装，确保其与箱梁顶板稳定锚固，也能够提升桁架结构的稳定性。3)吊装前上横梁。需要提前把前吊杆与后吊带牢固栓接在底模托梁之上，然后以整体吊装方式进行底模系统吊装。4)装配外侧模滑梁。从0#梁外模框架之内，根据设计方案内容要求插入外模滑梁，然后在指定位置安装吊架与吊杆，缓慢、匀速、稳定地吊起外模。待挂篮拼装施工结束之后，采用全站仪设备对挂篮中线进行合理调整，一直到中心位置符合规定要求。同时选择水准仪抄平精准调节其标高，然后结合设计要求建立预拱度。

3.4线性监控

线形监控包括平面和纵向线形控制，梁体线形变化与多种因素有关，包括温度、混凝土徐变、梁体自重、挂篮变形和活载等。线形控制需要测定挂篮的变形值、施工临时荷载、箱梁混凝土容重和弹性模量、混凝土收缩徐变、施工现场温度等相关参数。计算施工预拱度，控制悬臂箱梁的挠度和高程以及施工中线，进行主梁应力、线形监测，从而保证桥梁的顺利施工。

结束语

针对目前桥梁施工现状，提出一种大桥悬臂挂篮施工线形控制方法。采用正装计算方法迭代计算施工桥梁的初始标高，从理论分析如何设置悬臂挂篮过程成桥预拱度、立模标高等参数数值，施工过程中采取测量精度高的测量仪器采集桥梁的挠度数据，分析衢州特大桥实例施工张拉后高程和浇筑后高程数据后表明，所提施工线行控制方法控制效果好。

参考文献

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