连续钢箱梁桥主梁线形控制技术研究

龚振邦 熊承罗

摘 要：结合X大桥，分析了主梁线形控制技术，给现场监控提供理论基础，施工时应严格按照线形进行施工控制。

关键词：连续钢箱梁；线形控制；几何控制

中图分类号：K928文献标识码： A

连续钢箱梁桥具有抗弯刚度大、抗扭刚度大等优点，同时又具有钢结构强度高、自重轻、跨越能力大、工期短等优点，且外形优美，因此越来越受到重视。大节段吊装施工技术由于灵活、施工效率高，随着施工技术的发展而应用越来越多。随着连续钢箱梁跨度不断增大，控制技术、线形控制等要求也随之提高，施工难度越来越大，桥梁施工过程的控制也越发重要。

1工程概况

X大桥是全长接近50公里，主体工程长度约35公里。其中主体工程桥梁工程CB03JK合同段包括深水区通航孔桥和深水区非通航孔桥。非通航孔桥釆用连续钢箱梁体系，中间缴一侧设置固定减隔震支座、另一侧设置横向滑动减隔震支座，其他中墩与过度墩一侧设置纵向滑动减隔震支座、另一侧设置双向滑动减隔震支座.等宽段标准联釆用6110m六跨钢箱连续梁桥，K13+413 ~K17+263区段，位于直线段上.108+783 ~ K22+083区段，位于半径R=5500m的平曲线上。主梁釆用整幅等截面钢箱连续梁，顶板为正交异性板结构。钢箱梁梁宽33.hn。钢箱梁梁髙4.5m，梁高与跨径比值为1/24.4。

2 主梁线形控制技术

2.1预拱度标准

预拱度是计算线形的基础，预拱度的设置根据梁单元模型计算得出的全桥累计变形+ 1/2活载变形计算。预拱度设置如图1所示。

图1纵向预拱度设置

2.2小节段制造参数计算

本节以第二联首跨跨中5个小节段SD2、SE、SF、SE、SD1为例，说明线形控制参数的计算方法，为类似工程提供参考依据。

(1 )胎架线形参数计算

计算所得的3个小节段控制点的相对里程与相对高程如表1。根据相对里程与相对高程的结果即可在胎架相应位置调整线形。

表1 胎架线形参数

节段 SD2 SF SE SE SD1

小里程 大里程 小里程 大里程 小里程 大里程 小里程 大里程 小里程 大里程

相对里程 21.5m 31.5m 31.5 m 41.5 m 41.5m 55.5m 55.5m 65.5m 65.5m 75.5m

预拱度相对值(1)cm 18 95 25.02 25.02 28.66 28.66 29.31 29.31 26.70 26.70 21.92

竖曲线相对值(2)cm 15.59 22.01 22.01 28.12 28.12 35.97 35.97 41.08 41.08 45.78

相对高程=(1)+(2) 24.44 47.03 47.03 56.78 56.78 65.28 65.28 67.78 67.78 67.70

(2)钢箱梁下料参数计算

以底板为基准时顶板修正量=梁髙tan (梁段间夹角/2)，据此可得出顶底板考虑误差前后的下料长度。采用相同方法，即可得出全桥钢箱梁下料参数。桥梁线形控制就是通过模拟各个施工工况同时考虑成桥曲线来精确计算出桥梁应施加的预拱度，从而计算胎架线形参数与钢箱梁下料参数，在箱梁预制施工中严格按照指令，在施工完成后理论上就能达到结构理想的几何线形。故线形控制参数的计算是十分重要的。

2.3大节段吊装安装线形的确定

大节段预制完毕，将钢箱梁釆用浮吊架设到临时支座上时，钢箱梁发生自重变形，此时需要对钢箱梁计算安装线形，以有效控制钢箱梁安装，保证施工安全与成桥线形，如发现偏差可及时调整，避免出现误差累计导致成桥不满足设计要求，甚至合拢困难。安装线形的计算是通过考虑加入竖曲线的预拱度扣除当前施工工况发生的位移，由于预拱度的设置是确定小节段两端的高程，并釆用“以直代曲”方式预制梁段，故小节段中间的预拱度可由两端插值得到，根据安装测点布置，选取顶板中心点，由此可以得到理论上当前工况的安装线形状态。施工时根据几何控制方案，测量相应测点的变形，与理论值对比，控制误差。

2.4大节段间的梁端转角控制

（1）梁端转角计算

钢箱梁架设安装时，在捍接前大节段间捍接合拢位置会有一定的梁端转角，转角的控制是大节段吊装施工技术施工控制的关键，直接决定了钢箱梁能否顺利合拢。为了使钢箱梁平顺连接，应尽量消除辉接前的梁端转角。理论上可以采用调节钢箱梁制造线形的方法消除梁端转角。即在制造指令的计算时，根据表2计算所得的辉接前梁端转角计算值，在辉接位置两侧的小节段预先转一定的角度，可选择两侧各偏转计算得到转角的一半，即修正胎架线形参数中每个大节段两端的两个小节段的相对高程。这样在安装时，架设梁段变形之后即处于无转角状态，可以平顺连接钢箱梁。

表2焊接前梁端转角计算值

烊接位置 1-2跨 2-3跨 3-4跨 4-5跨 5-6跨

产生转角/度 0.0343 0.0231 0.0208 0.0208 0.0176

顶板误差/mm 2.69 1.82 1.64 1.64 1.38

（2）梁端转角的误差调节

调节制造线形后，理论上是可以平顺连接钢箱梁的。但是钢材弹性模量、梁重、温度变化、施工误差、临时荷载等误差均会对梁端转角产生影响。故必须有效地控制分析这些误差，避免出现过大梁端转角导致合拢困难。当转角较小时，在辉接位置可以用辉缝调节，当缝宽S25mm时，可以釆用辉缝调节这部分转角；但当转角过大时，无法使用挥缝调节，这时，可采用架设时的牛腿支座以及调位支座的竖向千斤顶调整待安装梁段的高程来消除转角，辉接完可调节回原状态。这种调节方式会使揮接完的结构产生强迫位移，对结构受力产生一定的影响，应尽量避免出现误差导致过大转角。

3 结束语

结合工程施工技术，介绍了预拱度设置方法，并给出了钢箱梁制造线形、安装线形、梁端转角的具体计算方法与计算结果并提出误差修正的方法，给现场监控提供理论基础，施工时应严格按照线形进行施工控制，否则线形达不到设计要求甚至可能出现合拢困难。

参考文献

[1]夏志斌，姚谏.钢结构：原理与设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]苏彦江.钢桥构造和设计[M].四川：西南交通大学出版社，2006.

[3]吴冲.现代钢桥[M].北京：人民交通出版社,2006.