铁路连续梁挂篮施工线形控制技术

万传亮 中国铁路上海局集团有限公司上海上铁建筑工程（集团）有限公司

1 前言

连续梁挂篮施工技术历史起源可追述到上世纪60年代，伴随着科技的不断更新与进步，当前该技术在不断更新的基础上已经成功地运用到桥梁的工程建设当中，现浇混凝土连续梁因其地形适应性强，设计、施工技术成熟，跨越能力强，尤其是在运营线路上施工，如高速、国省干道、城市干道等可做到上施工下通车两头互进互不干扰的特点，正被专业领域的人们广泛关注并应用，成为了建设中型跨径桥梁的有效施工方式之一。

本文注重实操，结合多组数据表格，解释了数据的计算来源和理论关系，为技术和施工一线工作者具体实操提供了思路和依据。下边就通过在盐城滨海港铁路专用线跨海港特大桥（连续梁）段施工作业的具体实例，分析有关连续梁挂篮施工在线形控制方面的具体操作过程和技术应用。

2 基本概况

跨海港大道特大桥连续梁部分位于整桥曲线段。为预应力混凝土连续箱梁桥，桥位悬臂浇筑施工，其工程施工特点为悬臂浇筑并带有弧度。

本连续梁为单线连续梁，梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。

连续梁全长113.2 m，计算跨度应为32 m+48 m+32 m，中支点处梁高3.5 m，跨中8 m直线段及边跨12.6 m直线段界面最低处梁高2.5 m，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.6 mm，梁缝分界线至梁端0.1 m。边支座横桥向中心距3.0 m，中支座横桥向中心距3.0 m。桥面宽度：箱梁顶部宽7.2 m，底宽4 m。

全联共分为31个梁段，0#梁段长度8 m，一般梁段为1×3 m+4×3.25 m+1×3 m，边跨合龙段长2.0 m，边跨现浇段长7.6 m，中跨合拢段长度2.0 m，最大悬臂浇筑块重62.79 t。除0#（包括1#块）及边跨现浇段在支架施工外，其余梁段均采用挂篮悬臂法浇筑。

主要根据设计图纸对55#、56#、57#、58#墩之间预应力混凝土连续梁进行沉降变形观测。

图1、图2为箱梁横断面图，分为中中支点（0#块中间断面）和跨中支点（7#块中断面）。结构如图3～图5所示。

图1 中支点箱梁结构图

图2 跨中箱梁结构图

图3 连续梁节段主要参数表

图4 连续梁纵向预应力筋布置立面图

图5 施工阶段挠度表

线形控制原理为：根据梁体各截面最终挠度变化值来设置施工预留拱度，并据此预调整每一节段的底板安装的前缘标高。影响挠度的相关因素较多，主要有：①梁段自重；②挂篮及梁体上的其他施工荷载；③已张拉的预应力筋的预应力；④合拢时释放的临时固结支座力；⑤混凝土弹性压缩、收缩、徐变、预应力钢绞线松弛、孔道摩阻应力损耗等因素；⑥外部环境温度、湿度及风荷载等因素作用引起的变形；⑦承重桥墩变形、基础沉降、施工误差等等。

从以上数据中就可以看出连续梁的结构复杂性，在连续梁施工过程中，对整个连续梁支撑体系进行严格监测，在施工各个阶段，要把施工引起的一系列动态变化信息及时反馈到作业班组，使之能够在现场及时调整施工参数，优化改进施工方法和细节，为安全施工提供可靠的数据支撑，预防工程破坏事故和环境事故发生，确保项目的顺利实施和下侧道路的通行安全。

3 精准控制线形

3.1 平面控制

连续梁是由多个节段悬空浇筑而成，那么如何确保平面且带有弧度的连续梁能够准确的衔汇对接，是考虑的重点之一。

用CAD对连续梁进行平面节段精密分解，是保持连续梁平面线形控制的重要技术手段，也是平面控制的精髓，按照分解后的每一个节段的平面坐标进行施工控制，对模板进行立模纠正，确保平面线形在平面上不走偏，从根本上模拟解决了放样错误和错位问题，也是对连续梁平面控制的基础。CAD分解控制如图6。

图6 55#--56#连续梁平面分解

在实际操作中为确保能够准确控制每一个节段走向，每一个节段断面平面控采用两次测量放样和复核来完成，具体操作为底板平面和翼缘板平面各放样一次，相互进行数据校正和检核，单次采用盒尺进行理论间距与实地放样间距复核检验，并按照图纸设计进行复核。

连续梁底板宽度为4 m，且侧边带有倒角。这就造成实际放样无法一次放样到地板最宽外沿位置上，本工程采用中线单侧外偏1.5 m的方式提取平面坐标，对底模进行首次控制。带底模平面调整到位后，对侧模翼缘板进行全宽度放样，待全站仪实际放样完成后，采用钢尺进行理论校核，量取实地放样宽度是否和理论一致，确保放样零误差。

3.2 高程控制

高程控制是连续梁的最大难点之一，其需要考虑的因素众多，既要做静载实验，又要考虑多种因素的修正。

静载预压实验包括以下3个：0#和1#块模具静载预压实验、菱形支架（挂篮）静载预压实验、8#块模具静载预压实验。其中8#类同于0#和1#块模具静载预压实验。

连续梁施工根据支撑体系可分为钢支撑和挂篮有已下两种，其静载预压的目的如下：

钢支撑预压的目的：①检验钢支撑体系的制作、安装质量是否合格；②检验钢支撑整体受力是否达到设计和规范要求；③通过预压来消除钢支撑构件之间的非弹性变形；④通过分级加载，得到钢支撑体系的弹、塑性变形数据，为节段抛高的计算提供数据依据；⑤检验钢支撑的安全稳定性。

菱形支架（挂篮）预压的目的：①检验挂篮各构件的制作、安装质量是否合格；②检验挂篮整体受力是否达到设计文件和规范要求；③通过预压来消除挂篮结构的非弹性变形；④通过分级加载，得到挂篮的弹、塑性变形数据，为挂篮施工的节段抛高的计算提供数据依据；⑤检验挂篮的安全稳定性。

本工程静载实验过程与数据见图7、图8、图9，并在图中详细介绍了数据关系。

图7 8#块预压记录

图8 0#和1#块预压记录表

图9 2#块菱形支架预压记录

数值计算关系如下：

（1）弹性值（总变形减非弹性变形，由静载预压监测记录表计算所得）。

（2）设计值（根据设计所求不同节段梁底高度）。

（3）预加值（为减少不定性沉降而提前设定，用以确保56#和57#在去除临时固结后、永久支座独立承压后高程不超限，预加值在施工节段向55#和58#前移过程中要不断减小，因为两侧支座垫石为固定高度）。

（4）预拱度（由设计单位提供，已考虑恒载、预应力、混凝土徐变、收缩所产生的挠度累计之和，未包括墩台变形、变位及温度变化产生的挠度）。

（5）温度修正数（构筑物由于温度变化而产生的挠度）。

（6）误差（构筑物实体完成后未到理论高度或平面位置，实际值与理论值之间的误差）。

（7）最终立模值（由设计值、预加值、弹性值、预拱度综合计算产生、误差、后期考虑温度修正数）。

高程立模公式：H=A+B+C+D+E+F

温度、徐变、张拉、模具弹性、误差纠正、应力应变、位移、预拱度、拆除临时固结后永久支座和主墩的二期静载下沉等多个因素都是需要考虑的对象，其中第一步需要对连续梁进行设计标高拆解分段，分解情况见图10。

图10 55#--56#分解图

图纸节段分解只是得到理论节段高程设计值，并非实际立模值。最终立模值=设计值+预加值+弹性值+预拱度+误差值+温度修正值等综合计算产生。在节段伸展到结合节段前两节段时，进行高程联测，并进行联合高程修正，以保证高程线形流畅且准确。每个节段当钢筋绑扎完成后，就要设置高程和平面监测点，每一节段在负载钢筋重量后同时开始监测高程的初始值。根据高程监测表格，当发现监测值高差大于弹性值和预抬量之和时，就要分析原因和添加误差值修正了。预抬量的设定充分考虑了56#和57#两主墩在拆除临时固结后，箱梁重量对支座的压力增大会产生的高程下沉和梁体外形尺寸允许偏差及检验方法要求：箱梁底板在施工完成后，梁高相比设计值不高于1.5 cm和不低于0.5 cm。

在箱梁制作过程中由于重力原因，高程理论上讲只会向下沉。当然高程可能会受到温度影响，产生不同程度的膨胀，对高程有时间节点性的影响，但这种影响非固定值，在非合拢节段不参与修正，因为两侧均受到温度影响在同升同降可以抵消。在合拢节段要充分考虑并参与修正。按照要求要在温度最低的时间节点来浇筑。边跨从1.5 cm到0.5 cm在箱梁制作过程中向两侧在逐渐减低预抬高度，确保到边跨支座高程与55#、58#支座高程对接。

3.3 高程监测

高程变形监测可以准确和有效看到高程沉降变化是否复核设计要求，通过监测可以检核各种高程设定的修正量是否复核实际情况。

监测表格式见图11。

图11 高程监测记录表

从图11可以看出，在不考虑节段自身钢筋的重量荷载对支架载体的有限影响外，高程的最大误差值为1 cm，一般在0.5 cm左右。

4 结束语

本文结合现场施工情况对影响挂篮法现浇连续梁施工线性控制的诸多因素做了较详细的分析，并对挂篮法施工线形控制的方法实操进行了探讨。挂篮法连续梁施工中的线形控制是一项关键技术工程，应该在充分收集资料、频繁监测获得参数的基础上科学分析，总结规律，从而为后续连续梁挂篮法施工提供借鉴。