连续变截面箱梁悬浇法施工高程控制*

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

1 施工高程控制的必要性

挂篮施工采用分块施工，即后期节段靠已浇节段来支撑，逐步完成全联的施工，也就是无支架而靠自身结构进行施工。在施工控制过程中，为了保证梁体线形的平顺，多以梁体的标高控制为主。

第三方监控单位一般采用一些经验参数和各种假设下的数学模型计算出弹性总挠度和预拱度，根据试验得出施工挂篮挠度，再采用公式（施工标高=设计标高+弹性总挠度+预拱度+挂篮挠度）计算施工标高。

但是经验参数和假设条件与实际施工情况存在一定的差异，再加上施工方法的不同，以及施工过程中的诸多误差，如混凝土梁块重误差、配筋误差、张拉力误差、测量放样误差等，都有可能使实际施工梁段的力学性质发生变化，从而出现与设计计算不符的挠度，此时若继续采用原数据进行施工，有可能导致施工的梁段线形与设计线形偏差较大而造成合拢困难，从面影响成桥质量。因此，高精度、及时地测量梁段的挠度，实时跟进并指导施工放样在挂篮施工过程中起着十分重要的作用。

2 施工高程控制要点

为了保证箱梁理论轴线高程的施工精度[1,2]，须及时准确地控制和调整施工中发生的偏差。高程以二等水准高程控制测量标准为控制网，箱梁悬浇以三等水准高程精度控制联测。

线形监测的方法是在梁顶面的同一方向截面上预埋3 个测点。为便于分析计算，其中1 个测点应较为准确地埋设于梁的中线上，另外2 个测点应对称中测点埋设于两边，按照一定的时间间隔和每种工况的交界时刻，对每一截面上的3 个测点进行监测。通过对监测数据的整理分析后，便得知在每一种工况下梁体随时间的变形规律和变形大小，据此推算下一步施工梁段应该预留的变形量，同时与设计值进行对照，若发现异常现象及时分析处理，以定出一个合理的预留变形值进行施工放样。

3 外业数据采集和成果整理

为方便测量，桥梁挠度监测的工作基点布设在0#块顶面上。箱梁的挠度监测根据0#块上工作基点，采用精密水准仪和铟瓦水准尺，以精密水准测量的方法，周期性地对预埋在悬臂每一块箱梁上的监测点进行监测，不同工况下同一监测点标高的变化（差值）就代表了该块箱梁在这一施工过程中的挠度。梁箱施工挠度监测的水准路线，以各自墩0#块上的工作基点为起闭点，采用闭合水准路线的形式进行挠度监测。在观测过程中，需要记录每一测站的后视、前视基辅分划读数，计算检查基辅分划读数较差，以确保每一测站读数的正确性；一条水准路线观测完毕，需计算和分配该水准路线的闭合差，接着计算每一测站的高差、各监测点的高程，计算结果整理填入专用表格。

4 施工挠度的控制及观测

1）悬臂梁体由于受自重、温度、外荷载等因素影响会产生挠度，混凝土自身的收缩、徐变因素也会使箱梁产生标高变化，这种变化随跨度加大而增加。为使成桥后的桥面线形达到或接近设计曲线，必须在悬臂浇筑时进行标高控制，在施工中对已浇或准备浇筑的箱梁各工序进行挠度、温度等观察，并以此随时调整悬浇段的立模标高。

2）立模标高控制值=箱梁顶面设计标高+设计施工预拱度+挂篮自重及浇筑混凝土后的变形值±日照温差修正值。施工标高=设计标高+弹性总挠度+预拱度+挂篮挠度，设计施工预拱值需进行修正，由于设计状态和实际施工状态的差异，为了达到设计的理论线形，必须通过实际测量资料的积累和分析，找出各阶段的挠度变化规律，以修正各项计算参数，使计算状态基本吻合实际。挂篮的变形值要通过挂篮试压以及施工前几段产生的实际挠度数据进行修正；混凝土的收缩可用折合降低温度的方法处理；对于张拉值的修正，通过锚下应力损失理论公式以及与实际观测值比较后决定；为尽量减小日照温差的影响，宜选择温度梯度较小的时候进行观察。另外，平衡力矩、施工荷载对混凝土标高也有影响，若两端荷载不一样，必然会产生一头低、一头高的现象，施工中应力求平衡施工，以消除该项影响，同时在计算控制中也应考虑到该项内容。

3）测点布置：桥轴线及上、下腹板的中心轴线组成3 条纵轴线，每段的前沿和3 条纵轴的交叉点设置为测点，浇筑时预埋测点标志。在0#块上设置临时水准点，在挂篮就位、混凝土浇筑后、张拉后几个阶段都进行观测，对温度及应力的观测根据需要进行。

5 挂篮施工主要工序中的高程控制

1）对0#块临时支撑体系进行预压沉降观测，总结其非弹性变形，为0#块模板顶标高确定提供依据。

2）在已浇筑的0#块箱梁顶面进行水平及中线测量，为铺设轨道、组装挂篮作准备。

3）挂篮拼装完毕后，在第1次使用前对挂篮进行试压，在试压过程中进行观测。试压目的为验证挂篮的可靠性、消除非弹性变形及测出挂篮在不同荷载下的实际变形量，以便在挠度控制中修正立模标高。

4）箱梁各块悬臂浇筑时，一个梁段高度的偏差对全孔有很大影响，而且随着梁段所浇筑混凝土数量的增加而逐渐下垂，梁段数量越增加，悬臂越长，下垂越多。因此，为保证箱梁的设计高度和挠度，各梁段的模板均须设置一定的预加抬高量，其预加抬高量根据设计规范要求及施工经验确定，并须及时地校对调整。

5）箱梁的挠度、底板线形控制一直是悬浇工艺中的难点。本次挂篮设计对前后上下横桁、吊带节点的伸长、主桁弹性变形的叠加均作了计算，最后取值为1.5 cm。浇筑过程中定时观察，根据第三方监控单位提供的每节段预拱度及时调整底板标高，最后测得主桁前端平均弹性变形为12 cm，非弹性变形为0.5 cm，与计算基本相符。在块件张拉前后，实测块件标高，结果表明悬浇束的张拉对箱梁的起拱极小，适当减小预拱度值进行下一块件的施工。全桥悬浇结束后，梁段底表面平整、光洁，而且底板的线形曲率圆滑流畅，效果很好。

6）合拢段高程控制。在连续梁合拢施工中，不同的合拢顺序，其引起的结构恒载内力不同，结构体系转换时由徐变引起的内力重分布也不同，导致其结构最终恒载内力也不同。当两悬臂端合拢时，梁、墩固结为一体，显然静定合拢比超静定合拢所受刚架力要小。因此应采用“先边后中”的顺序，可减少超静定次数，使结构更稳定，受力更对称、合理。即边跨先形成2 个单悬臂梁，再中跨合拢形成3 跨连续梁结构。

由于环境及体系自身温度变化、新浇混凝土的早期收缩及已完成结构混凝土的收缩和徐变、结构体系的变化以及梁段自重、风荷载及其他临时施工荷载等均导致桥墩受到较大的刚架力，这些刚架力又反作用于合拢支架，使合拢支架受力复杂。因此，必须采取措施保证合拢段施工的稳定，使合拢段与两侧梁体保持变形协调，在施工过程中能传递内力，确保结构能按设计要求合拢。

此外，合拢时应选择一天中气温最低、温度变化幅度较小时锁定合拢口并浇筑混凝土，这样可保证合拢段新浇筑的混凝土处于气温上升的环境中，在受压状态下凝结。因此，合拢前可对悬臂端两侧梁体温度及对应梁段长度变化进行实地测定，然后选择温度最低的时刻开始浇筑混凝土。

6 结语

在悬臂浇筑施工过程中由于结构自重、施工荷载及预应力的共同作用，每个悬臂端都要变形，同时混凝土收缩徐变也会使悬臂端变形，因此施工时要设置与这些变形方向相反的预拱度[3]。而在实际施工过程中，要准确地估算实际发生的挠度从而确定预拱度是非常困难的，因为它与许多不确定的因素有关，如各节段混凝土之间材料性能、温度、湿度及养护方面的差异，同时各节段施工周期也很难保持一致。因此，在确定实际立模高程的计算预拱度时，不考虑上述不确定因素。