鐵路連續梁掛籃施工線形控制技術

萬傳亮 中國鐵路上海局集團有限公司上海上鐵建筑工程（集團）有限公司

1 前言

連續梁掛籃施工技術歷史起源可追述到上世紀60年代，伴隨著科技的不斷更新與進步，當前該技術在不斷更新的基礎上已經成功地運用到橋梁的工程建設當中，現澆混凝土連續梁因其地形適應性強，設計、施工技術成熟，跨越能力強，尤其是在運營線路上施工，如高速、國省干道、城市干道等可做到上施工下通車兩頭互進互不干擾的特點，正被專業領域的人們廣泛關注并應用，成為了建設中型跨徑橋梁的有效施工方式之一。

本文注重實操，結合多組數據表格，解釋了數據的計算來源和理論關系，為技術和施工一線工作者具體實操提供了思路和依據。下邊就通過在鹽城濱海港鐵路專用線跨海港特大橋（連續梁）段施工作業的具體實例，分析有關連續梁掛籃施工在線形控制方面的具體操作過程和技術應用。

2 基本概況

跨海港大道特大橋連續梁部分位于整橋曲線段。為預應力混凝土連續箱梁橋，橋位懸臂澆筑施工，其工程施工特點為懸臂澆筑并帶有弧度。

本連續梁為單線連續梁，梁體為單箱單室、變高度、變截面結構。

連續梁全長113.2 m，計算跨度應為32 m+48 m+32 m，中支點處梁高3.5 m，跨中8 m直線段及邊跨12.6 m直線段界面最低處梁高2.5 m，梁底下緣按二次拋物線變化，邊支座中心線至梁端0.6 mm，梁縫分界線至梁端0.1 m。邊支座橫橋向中心距3.0 m，中支座橫橋向中心距3.0 m。橋面寬度：箱梁頂部寬7.2 m，底寬4 m。

全聯共分為31個梁段，0#梁段長度8 m，一般梁段為1×3 m+4×3.25 m+1×3 m，邊跨合龍段長2.0 m，邊跨現澆段長7.6 m，中跨合攏段長度2.0 m，最大懸臂澆筑塊重62.79 t。除0#（包括1#塊）及邊跨現澆段在支架施工外，其余梁段均采用掛籃懸臂法澆筑。

主要根據設計圖紙對55#、56#、57#、58#墩之間預應力混凝土連續梁進行沉降變形觀測。

圖1、圖2為箱梁橫斷面圖，分為中中支點（0#塊中間斷面）和跨中支點（7#塊中斷面）。結構如圖3～圖5所示。

圖1 中支點箱梁結構圖

圖2 跨中箱梁結構圖

圖3 連續梁節段主要參數表

圖4 連續梁縱向預應力筋布置立面圖

圖5 施工階段撓度表

線形控制原理為：根據梁體各截面最終撓度變化值來設置施工預留拱度，并據此預調整每一節段的底板安裝的前緣標高。影響撓度的相關因素較多，主要有：①梁段自重；②掛籃及梁體上的其他施工荷載；③已張拉的預應力筋的預應力；④合攏時釋放的臨時固結支座力；⑤混凝土彈性壓縮、收縮、徐變、預應力鋼絞線松弛、孔道摩阻應力損耗等因素；⑥外部環境溫度、濕度及風荷載等因素作用引起的變形；⑦承重橋墩變形、基礎沉降、施工誤差等等。

從以上數據中就可以看出連續梁的結構復雜性，在連續梁施工過程中，對整個連續梁支撐體系進行嚴格監測，在施工各個階段，要把施工引起的一系列動態變化信息及時反饋到作業班組，使之能夠在現場及時調整施工參數，優化改進施工方法和細節，為安全施工提供可靠的數據支撐，預防工程破壞事故和環境事故發生，確保項目的順利實施和下側道路的通行安全。

3 精準控制線形

3.1 平面控制

連續梁是由多個節段懸空澆筑而成，那么如何確保平面且帶有弧度的連續梁能夠準確的銜匯對接，是考慮的重點之一。

用CAD對連續梁進行平面節段精密分解，是保持連續梁平面線形控制的重要技術手段，也是平面控制的精髓，按照分解后的每一個節段的平面坐標進行施工控制，對模板進行立模糾正，確保平面線形在平面上不走偏，從根本上模擬解決了放樣錯誤和錯位問題，也是對連續梁平面控制的基礎。CAD分解控制如圖6。

圖6 55#--56#連續梁平面分解

在實際操作中為確保能夠準確控制每一個節段走向，每一個節段斷面平面控采用兩次測量放樣和復核來完成，具體操作為底板平面和翼緣板平面各放樣一次，相互進行數據校正和檢核，單次采用盒尺進行理論間距與實地放樣間距復核檢驗，并按照圖紙設計進行復核。

連續梁底板寬度為4 m，且側邊帶有倒角。這就造成實際放樣無法一次放樣到地板最寬外沿位置上，本工程采用中線單側外偏1.5 m的方式提取平面坐標，對底模進行首次控制。帶底模平面調整到位后，對側模翼緣板進行全寬度放樣，待全站儀實際放樣完成后，采用鋼尺進行理論校核，量取實地放樣寬度是否和理論一致，確保放樣零誤差。

3.2 高程控制

高程控制是連續梁的最大難點之一，其需要考慮的因素眾多，既要做靜載實驗，又要考慮多種因素的修正。

靜載預壓實驗包括以下3個：0#和1#塊模具靜載預壓實驗、菱形支架（掛籃）靜載預壓實驗、8#塊模具靜載預壓實驗。其中8#類同于0#和1#塊模具靜載預壓實驗。

連續梁施工根據支撐體系可分為鋼支撐和掛籃有已下兩種，其靜載預壓的目的如下：

鋼支撐預壓的目的：①檢驗鋼支撐體系的制作、安裝質量是否合格；②檢驗鋼支撐整體受力是否達到設計和規范要求；③通過預壓來消除鋼支撐構件之間的非彈性變形；④通過分級加載，得到鋼支撐體系的彈、塑性變形數據，為節段拋高的計算提供數據依據；⑤檢驗鋼支撐的安全穩定性。

菱形支架（掛籃）預壓的目的：①檢驗掛籃各構件的制作、安裝質量是否合格；②檢驗掛籃整體受力是否達到設計文件和規范要求；③通過預壓來消除掛籃結構的非彈性變形；④通過分級加載，得到掛籃的彈、塑性變形數據，為掛籃施工的節段拋高的計算提供數據依據；⑤檢驗掛籃的安全穩定性。

本工程靜載實驗過程與數據見圖7、圖8、圖9，并在圖中詳細介紹了數據關系。

圖7 8#塊預壓記錄

圖8 0#和1#塊預壓記錄表

圖9 2#塊菱形支架預壓記錄

數值計算關系如下：

（1）彈性值（總變形減非彈性變形，由靜載預壓監測記錄表計算所得）。

（2）設計值（根據設計所求不同節段梁底高度）。

（3）預加值（為減少不定性沉降而提前設定，用以確保56#和57#在去除臨時固結后、永久支座獨立承壓后高程不超限，預加值在施工節段向55#和58#前移過程中要不斷減小，因為兩側支座墊石為固定高度）。

（4）預拱度（由設計單位提供，已考慮恒載、預應力、混凝土徐變、收縮所產生的撓度累計之和，未包括墩臺變形、變位及溫度變化產生的撓度）。

（5）溫度修正數（構筑物由于溫度變化而產生的撓度）。

（6）誤差（構筑物實體完成后未到理論高度或平面位置，實際值與理論值之間的誤差）。

（7）最終立模值（由設計值、預加值、彈性值、預拱度綜合計算產生、誤差、后期考慮溫度修正數）。

高程立模公式：H=A+B+C+D+E+F

溫度、徐變、張拉、模具彈性、誤差糾正、應力應變、位移、預拱度、拆除臨時固結后永久支座和主墩的二期靜載下沉等多個因素都是需要考慮的對象，其中第一步需要對連續梁進行設計標高拆解分段，分解情況見圖10。

圖10 55#--56#分解圖

圖紙節段分解只是得到理論節段高程設計值，并非實際立模值。最終立模值=設計值+預加值+彈性值+預拱度+誤差值+溫度修正值等綜合計算產生。在節段伸展到結合節段前兩節段時，進行高程聯測，并進行聯合高程修正，以保證高程線形流暢且準確。每個節段當鋼筋綁扎完成后，就要設置高程和平面監測點，每一節段在負載鋼筋重量后同時開始監測高程的初始值。根據高程監測表格，當發現監測值高差大于彈性值和預抬量之和時，就要分析原因和添加誤差值修正了。預抬量的設定充分考慮了56#和57#兩主墩在拆除臨時固結后，箱梁重量對支座的壓力增大會產生的高程下沉和梁體外形尺寸允許偏差及檢驗方法要求：箱梁底板在施工完成后，梁高相比設計值不高于1.5 cm和不低于0.5 cm。

在箱梁制作過程中由于重力原因，高程理論上講只會向下沉。當然高程可能會受到溫度影響，產生不同程度的膨脹，對高程有時間節點性的影響，但這種影響非固定值，在非合攏節段不參與修正，因為兩側均受到溫度影響在同升同降可以抵消。在合攏節段要充分考慮并參與修正。按照要求要在溫度最低的時間節點來澆筑。邊跨從1.5 cm到0.5 cm在箱梁制作過程中向兩側在逐漸減低預抬高度，確保到邊跨支座高程與55#、58#支座高程對接。

3.3 高程監測

高程變形監測可以準確和有效看到高程沉降變化是否復核設計要求，通過監測可以檢核各種高程設定的修正量是否復核實際情況。

監測表格式見圖11。

圖11 高程監測記錄表

從圖11可以看出，在不考慮節段自身鋼筋的重量荷載對支架載體的有限影響外，高程的最大誤差值為1 cm，一般在0.5 cm左右。

4 結束語

本文結合現場施工情況對影響掛籃法現澆連續梁施工線性控制的諸多因素做了較詳細的分析，并對掛籃法施工線形控制的方法實操進行了探討。掛籃法連續梁施工中的線形控制是一項關鍵技術工程，應該在充分收集資料、頻繁監測獲得參數的基礎上科學分析，總結規律，從而為后續連續梁掛籃法施工提供借鑒。