大跨度连续刚构桥立模标高挂篮变形修正

殷 臻，彭 爽，余 舟

(1.重庆交通大学土木建筑学院;2.重庆市市政设施管理局)

大跨度连续刚构桥立模标高挂篮变形修正

殷 臻1，彭 爽2，余 舟1

(1.重庆交通大学土木建筑学院;2.重庆市市政设施管理局)

立模标高准确与否直接关系到成桥线形的优劣。分析了大跨度连续刚构桥悬臂施工时立模标高控制原理及影响因素，提出了在大跨度连续刚构桥实际施工控制中，预压堆载试验取得的挂篮变形与实际发生的挂篮变形存在一定的误差，是影响立模标高精度的关键因素。通过采用对每节段挂篮变形动态修正的方法，结合玉井特大桥的工程实践，说明该方法能减小误差，满足立模标高的精度要求。

连续刚构桥;立模标高;悬臂施工

1 立模标高控制原理及影响因素

1.1 标高控制原理

结合设计文件所提供的设计参数、有关规定以及其他资料，对施工控制中的各参数进行识别和取定。根据上述控制参数进行结构分析，结合工程实际情况进行误差分析、预测，计入挂篮变形、当前块件的下挠值等综合因素给出立模标高。

立模标高的计算公式如式(1)

式中:Hi为i节段施工立模标高;Hsi为i节段设计标高;Hyi为i节段预抛高;Hwi为i节段标高温度修正值;Hgi为i节段相应的挂篮变形值。

1.2 影响因素分析

从标高控制的基本原理可以看出，结构的立模标高主要由节段设计标高Hsi、节段预抛高Hyi、节段标高温度修正值Hwi、挂篮变形值 Hgi组成。

(1)设计标高Hsi

在设计方未做设计变更的情况下，一般不变。通常取该节段的裸梁底面设计标高作为计算值。

(2)预抛高Hyi

考虑自重、混凝土收缩徐变、预加应力、二期恒载、活载的一半等因素，通过midas civil等有限元软件或经验公式，结合设计控制参数计算确定。在施工过程中，会根据实际的材料参数、已施工结构线形等因素经行重新计算和综合调整。是立模标高的主要影响因素之一。

(3)标高温度修正值Hwi

悬臂施工节段必须考虑不同温度对悬臂累计挠度的影响，消除年温差引起啊的悬臂标高误差。施工过程中进行温差修正，消除日照温差影响。

(4)挂篮变形值Hgi

通常参考挂篮预压堆载试验的相关资料，绘制荷载-变形曲线图，每节段施工时结合自重取挂篮变形值。实际施工过程中由于种种原因挂篮的实际变形和预压试验的数据存在较大误差，导致立模标高数据精度不够，成为影响立模标高的关键影响因素。

2 挂篮变形误差分析

2.1 预压堆载试验不规范

预压堆载试验是验证挂篮安全性和取得挂篮变形规律的重要手段。但实际施工中，很多项目的预压堆载试验受到人员、设备、操作空间等影响，并不能完全按评审方案进行，往往出现改变堆载方式、减少荷载分级、预压不充分等现象，由此采集的变形数据很难得出较准确的挂篮变形规律。

2.2 施工产生的非弹性变形

通过预压堆载试验基本可消除安装挂篮产生的非弹性变形，但脱模、挂篮行走、临时更换挂篮承重构件等施工过程中将使挂篮产生新的非弹性变形，这部分变形也将影响到挂篮变形的取值，进而影响标高控制精度。

2.3 测量误差

温度、天气、仪器等对测量结果都有一定影响，预压堆载试验时的温度、天气、仪器等与后续节段施工时相关情况会有较大差别，如夏季施工时气温高、能见度好，冬季施工时气温低、能见度差，甚至施工现场作业产生的扰动都会对测量产生较大的误差。

3 挂篮变形误差修正

通过挂篮变形误差的分析，原有计算挂篮变形值的方法存在一定缺陷，结合施工实际情况与有限元模型，可从以下方面对挂篮变形误差经行修正。

3.1 加强预压堆载试验监管

在条件允许的情况下，严格按照规范及相关试验方案进行堆载，分级加载，增加变形观测点数量，使绘制的荷载-变形曲线与实际情况更相符，做好预压堆载试验也是对挂篮施工安全的重要保障。

3.2 动态修正法

结合施工实际，通常一个节段的施工工期为10～15 d，前后两个节段基本具有相同的施工环境，包括温度、天气、仪器、人员等因素基本一致，同时前后两节段自重变化也不大，因此，前一节段的实际挂篮变形值可以作为当前节段挂篮变形值选取的重要参考值。

立模标高的计算公式如式(2)

式中:Hgi为i节段相应的挂篮变形值;Hgi-1实为(i-1)节段挂篮实际变形值;mi为i节段自重;mi-1为(i-1)节段自重。

挂篮的实际变形值主要通过观测标高控制点在节段混凝土浇筑前后的变形值来确定，在悬臂伸长后，考虑到悬臂在自重作用下发生的下挠，此时该变形值需减去悬臂在混凝土浇筑前后的下挠值，即为挂篮的实际变形值。

挂篮的实际变形值计算公式如式(3)

式中:Hgi-1实为(i-1)节段挂篮实际变形值;Hi-1浇前为i节段混凝土浇筑前测点标高;Hi-1浇后为(i-1)节段混凝土浇筑后测点标高;ΔH悬臂为(i-1)节段混凝土浇筑前后悬臂变形。

节段混凝土浇筑前后的悬臂变形值可通过有限元模型中对应的施工工况查得。

4 玉井特大桥实际控制成果

在玉井特大桥的工程实践中，规范要求标高控制误差不超过±10 mm，通过对挂篮变形误差进行动态修正，标高控制精度较理想，详见图1～图4。

从图1～图4中数据可以看出，采用动态修正法对挂篮变形误差修正，在实践中取得了较好效果，未修正的挂篮变形值与实际挂篮变形值往往有5～10 mm的误差，修正后的挂篮变形值使误差缩小到2～3 mm，相对总体标高误差不超过±10 mm的要求，修正幅度大，使得控制精度进一步提高。

图1 玉井特大桥右幅6#墩广州岸2～5#节段挂篮变形图

图2 玉井特大桥右幅6#墩乐昌岸2～5#节段挂篮变形图

5 小结

通过对工程实践中挂篮变形误差分析，提出采用动态修正法来修正该误差，控制精度得到提高。但该方法依然不够完善，需要进一步的探讨和研究，如1号节段的挂篮变形修正，因为动态修正法需要参考前一节段的实际挂篮变形值，而1号节段时只有挂篮预压试验数据，所以无法采用该法进行修正。实际施工时，第一个墩的1号节段挂篮变形直接采用预压试验值，后续墩的1号节段结合预压试验值和第一个墩的1号节段数据分析取值，通常挂篮实际变形值比预压试验值偏小。

图4 玉井特大桥左幅6#墩广州岸2～5#节段挂篮变形图

图5 玉井特大桥左幅6#墩乐昌岸2～5#节段挂篮变形图

标高控制直接影响成桥线形，是悬臂施工的关键环节，在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证施工沿着预定轨道进行，从而保证主梁合拢段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值以及合拢后桥面线形符合设计要求。

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U448.23

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1008-3383(2013)05-0086-02

2012-12-21

殷臻 (1987-)，男，四川眉山人，硕士研究生，研究方向:桥梁工程。