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移动模架施工梁体线形控制研究
来源:福建省交通建设工程监理咨询企业       时间: 2018-03-27

 移动模架施工梁体线形控制研究
 

 

Study on geometrical alignment control of Movable Support System

 

蒋志强① 齐云慧② 邬晓光③

School of HighwayChangan UniversityXi'an 710064ShanxiChina;)

摘要:移动模架施工方法采用的逐跨现浇的施工工艺,在整联箱梁未全部施工完毕之前,存

在多次受力结构的转换。在逐跨施加预应力后,其悬臂端产生负弯矩,向上翘曲,加上混凝土收缩、徐变的影响。因此,箱梁的线形控制成为了整个施工控制的关键问题之一。

 

AbstractDuring most span-by span construction with variable cross-section mobile support systembox girder system is frequently a cantilever structure or continuous girder before the end of all costruction.After applying prestresscantilever end produce hogging momentupwarpingand the influence of concrete shrinkage and creep.Consequently, box girder alignment control has become one of the key problems of the whole construction control.

 

关键词:桥梁,移动模架,线形控制,预应力

 

Key wordsbridgeMovable Support Systemalignment controlprestress

 

中图分类号:U445.463 文献标识码:A0

引言:

移动模架施工技术应用连续梁桥施工起源于 20 世纪 50 年代的欧洲,国内首次应用于公路桥梁施工是 1991 年的厦门高集海峡大桥。随后,在南京长江二桥、润扬长江公路大桥、苏通大桥、杭州湾大桥均成功地运用该方法进行连续梁逐孔现浇施工。加上混凝土收缩、徐变等多种因素的影响, 导致箱梁梁体线形有悖成桥线形。  因此,移动模架施工连续梁桥的线形控制成为整个施工阶段的关键。为此,本文将对移动模架施工连续梁桥的线形控制问题展开探讨,先容一些研究的思路和体会。

1 平曲线形控制

由于预应力混凝土连续箱梁具有整体刚度大、施工质量容易保证、养护成本低等优点现已广泛应用于城市高架和大型桥梁的引桥建设中,当桥墩较高、桥跨较长或桥下净空收到限制时,更为广泛地采用移动模下净空收到限制时,更为广泛地采用移动模架逐孔现浇施工技术。基于移动模架法施工的优点:工序简单、施工周期短;标准化作业、梁体整体性好;设备重复利用率高、经济合理;施工受力与运营受力一致,不需额外受力钢筋等。使得移动模架施工技术尤其适用于等跨径、等截面的多跨预应力连续箱梁的逐孔现浇施工,在跨数较多的情况下,使用移动模架法施工的平均周期越短、经济合理性越好。根据连续梁弯矩包络图可知,成桥恒载状态的零弯矩距离桥墩支点L/6~L/5 跨度附近,即施工缝所在位置。由此得知移动模架逐孔施工过程中箱梁梁体的最前端总是处于悬臂状态。并且在逐孔施加预应力后,悬臂端产生负弯矩,向上翘曲,由于大宽度变截面段宽度变化较大,浇筑混凝土后横断面的变形较大,横桥向的预拱度的设置关系到成桥后的横向线形。应结合移动模架静载试验数据,通过有限元计算分析,调整在横桥向变高度、变宽度时模架的预拱度,保证成桥后主梁横桥向的线形满足设计要求。

2 竖向线形控制

2.1 模架的挠度分析及控制指标为改善外观和使用条件,可将横向受力构件预先起拱,起拱大小应视实际需要而定,一般为恒载标准值加 1/2 活载标准值所产生的挠度值。当仅为改善外观条件时,构件挠度应取在恒荷载和活荷载标准值作用下的挠度计算值减去起拱度。移动模架属于混凝土梁现浇支架,据规范规定,其主梁受载后,弹性挠度不大于其跨度的 1/400,在实际应用中,为保证现浇梁有较好的线形,并考虑移动模架过孔走行的要求,其挠跨比一般取 1/600 1/750。同时要求:

l)移动模架主梁在荷载作用下的最大竖向挠度钢板梁的主跨最大竖向挠度应不

大于 L/800;钢析架梁的主跨最大竖向挠度应不大于 L/1000 ;模板挠段比率应小于

1/800,宜 l/1000

2)移动模架横向结构在混凝土荷载下的最大竖向挠度应不大于 L/1200

3)造桥机是一种新型的施工机械,它在向前移动时主梁前端的悬臂挠度究竟容许多大,没有相应的规范规定。在参考了其他类似施工设备的使用情况后,提出了造桥机刚度指标:工作状态下挠跨比为1/400,伸臂状态下挠跨比为 1/45。这个指标得到了铁道部科技司组织的专家评审会的批准。因此在基于过去使用大桥局 300t 架桥机时悬臂 50m 挠度达到 1.2m 的经验,对一于移动模架造桥机也可借鉴,即建议伸臂状态前端挠度跨比不大于 1/45

 

2.2梁体线形的影响因素

采用移动模架施工方法时,在逐孔浇筑、逐孔张拉过程中,梁段纵向施工缝总是设在成桥恒载状态的零弯矩附近,这就使得在逐孔施工过程中梁体的最前端总是处于悬臂状态,分析计算及工程实践均表明,采用移动模架施工时的梁体线形控制有其自身的特点,并且影响因素较多,如果在设计施工中处理不当,梁体在此悬臂端就会产生不平顺的线形或折角,有时还会出现同一联中各跨变形不均衡的现象,在工程实践中已有一些值得总结的经验和教训。为此,对移动模架施工多跨连续梁桥的梁体线形控制问题进行探讨,具有现实的工程意义。梁体挠度及线形控制是移动模架施工的关键技术之一,而影响梁体线形的因素很多,包括梁体自重、预应力、结构体系的变化及加载龄期、收缩徐变、温度变化、悬臂段长度、模架后支点的作用位置、移动模架的刚度等、随着跨度的增加(如达到 50m60m),上述影响因素愈加明显。

2.3线形控制的实施

 

在施工控制实施过程中,由于设计参数误差,施工过程误差(包括截面尺寸误差引起恒载力与设计恒载力的误差)及测量精度误差等,在每个悬臂段施工过程中都会存在实际值与设计值的误差。为保证成桥后主梁线形及受力状态达到最佳状态,在每个悬臂段施工过程中,都应对影响主梁线形及受力状态的各因素进行过程控制与调整。箱梁的线形施工控制是计算-施工-量测-修正-施工的循环过程。为达到施工控制的最基本要求,可按照施工过程实施控制,控制好每跨的预拱度值,并跟踪测量每次混凝土浇筑、张拉后及受力结构转换时本跨和已成梁各点高程的变化值,对结构状态理论值和实测值之间的误差进行分析、调整、预测。

3 结束语

 

移动模架的施工工艺尤其适用于多跨等截面预应力混凝土连续梁施工。随着连续梁

桥跨度的不断增加,特别是跨度在 50m 60m 的工程实践逐渐增多,线形控制问题不

断凸显出来,结合工程应用,提出合理的几点建议。

1)在桥梁设计时合理控制预应力度不致使梁体出现突变应力和变形,避免梁体出现不平顺折角,甚至裂缝。

2)在施工过程中进行实时监测,对比实测数据与理论值,对下一阶段的施工提出修正建议,消除模拟状态和实际状态的偏差,实时进行调整,保证理论值与实测值的误差满足线形要求。

 

编辑概况:蒋志强(1988-),男,山东日照人,硕士研究生,研究方向为桥梁检测。

参考文献

[1]臧华,胡安详,刘钊.移动模架施工多跨连续梁桥的梁体线形控制.特种结构,2006

[2]徐岳,王亚君,万振江.预应力混凝土连续梁桥设计,北京:人民交通出版社,2000.

[3]葛耀君,分段施工桥梁分析与控制[M].北京:人民交通出版社,20035.

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