分节段支架现浇T形钢构转体桥施工控制及关键问题研究.doc

1、分节段支架现浇 T 形钢构转体桥施工控制及关键问题研究摘 要：文章针对分节段现浇 T 形钢构转体桥施工工艺，分析了施工过程中桥结构控制、转体不平衡控制，介绍了过程控制中的线形问题、应力问题、稳定性问题和安全问题，并提出了影响因素和解决措施，在桥梁施工时要充分考虑节段长度对 T 形钢构转体桥的影响，包括结构应力、预拱度设置、预应力损失以及收缩徐变等。 关键词：T 形钢构；转体施工；分段支架；施工控制 引言 转体施工是在 20 世纪中期发展起来的，其原理为结合地形，利用转盘结构和滑道，将庞大的桥梁结构首先在一侧完成基本结构，然后旋转安装到位，在山区较深的河谷中达到方便施工的效果，而 T 形钢构具有

2、自平衡功能，使用转体施工能够节约工期和用料，减少施工设备的运用，安全可靠，并不影响交通通航。桥梁施工控制包括监测和控制两个方面，通过连续性的监测桥梁的应力和位移状态，获得实际状态和目标状态的误差，然后根据现代施工控制理论调整桥梁的工作状态，使桥梁尽可能的靠近设计要求。桥梁的施工控制是保证桥梁质量的重点，特别对于复杂结构和施工工序的桥梁更为重要。支架现浇转体 T 形钢构桥虽然原理简单，但具有较高的施工技术要求，施工过程中要保障上部结构线形、应力调整和转动系统都在合理的范围内。 1 桥梁结构及转体不平衡控制 1.1 桥梁结构计算原理 现浇 T 形钢构桥的成桥过程需要多个施工阶段，每个节段的变形和受

3、力监测是桥梁施工控制的关键内容，为了满足成桥后桥梁的线形和内力状体符合设计要求，在施工期间必须进行结构位移的变形情况和力学状态控制。目前桥梁结构位移和内力的计算方法有正装计算法、倒装计算法以及无应力状态计算法三种。正装计算是按照桥梁实际施工的顺序进行加载，从而模拟整个施工过程，这种方法能够将施工过程中和时间有关的因素考虑进去，包括非线性变形问题、混凝土收缩问题、徐变问题等，能够得到不同施工节段桥梁结构的变形和力学情况。倒装计算则是根据桥梁结构加载的逆顺序进行结构分析计算，这种方法能够很好的了解到桥梁结构在施工过程中的理想受力状态、理想安装位置。从最终的设计图纸给出的结构标高，能够逐步的反算出结

4、构在各个施工过程中的标高位置，从而了解施工的各个阶段结构的位移和应力状态是否处于可控的范围。无应力状态计算适用于大跨度桥梁和悬索桥的施工控制，假设桥梁结构的各构件无应力长度和曲率不变，将施工过程中的中间状态和成桥结构联系起来。 1.2 支架现浇施工预拱度的确定 桥梁结构控制中预拱度的控制是一项较为重要的因素，一般来说随着分段的增长，预拱度值要不断的增大，在最大的悬臂状态时要达到最大值。支架施工中应考虑的预拱度因素包括支架在荷载作用下产生的弹性挠度和非弹性挠度、支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷、支架卸载后上部结构及荷载一半产生的竖向挠度、混凝土温度变化引起的收缩和徐变变形等。 1.3 转盘和梁段

5、平衡控制 影响转盘施工的不平衡因素包括转体的安装精度、梁体结构质量分布以及预应力张拉效果等。转体包括钢制球铰和滑道，球铰在安装时要精确的定位装置，调整中心位置偏差不超过 1mm，然后以精密水准仪和钢尺复测标高，完成后用型钢进行固定。滑道要由专业的厂家生产并现场分阶段组装。为了减少梁体的不平衡，在施工中要控制支架的搭设，支架的强度和稳定性要能够承受各种荷载，并控制支架的不均匀沉降，T 形结构要对称浇筑，预应力张拉要采用双控法。分节段浇筑过程中，前端的支架和已经浇筑的部分并没有完全脱离，所以测量的应力不能够精确的反映出受力状态，所以施工中难以把握 T 形钢构的不平衡状态，在支架完全卸去后要重新进行

6、不平衡测试，以保证应力状态的真实性。 2 桥梁施工过程控制 2.1 线形控制 线形控制，桥梁施工不可避免的会造成一定的桥梁线形变化问题，一旦线形变化超过控制范围可能造成桥梁难以合拢，或者影响桥梁的正常运营、使用。线形控制的目的是保证桥梁成桥后其基本线形尽可能的接近设计要求，线形的温差范围一般和桥型、跨径及施工工艺有关。 采用分节段施工浇筑的 T 形钢构桥梁，分步进行混凝土的浇筑，逐次的向两边对称延伸，已浇筑的节段会承受后续浇筑节段的自重，其挠度会不断变化，所以每一次施工过程中都要调整一次预拱度。全部浇筑完成后由于混凝土的徐变作用、温度作用等桥梁仍在变形，所以成桥预拱度的设置还要考虑这些因素。测

7、量点的设置要求每浇筑一个节段都要埋置水准点和轴线测点，基准点设在 0#块中心梁顶面，整个施工期间要注意对基准点和测量点的保护，每个月都要进行一次联测复核。 2.2 应力控制 应力控制，桥梁应力直接关系到桥梁结构的安全问题，应力监控过程是在桥梁结构的最不利截面的上下缘布置监测点，收集施工过程中桥梁的应力变化状态，通过与理论值相比较得到误差，并不断的采取措施减少应力误差。影响应力变化的因素包括结构自重、施工荷载、预加应力、温度、基础沉降以及风雪荷载等。施工过程中可以按照节段以混凝土浇筑和预应力张拉两个工况进行监测。在箱梁的每个应力测试截面上都布置数个测点，应变计以顺桥方向固定在纵向主筋上，测试导线

8、留在混凝土外并做好保护。通过测量的应力与理论应力对比，可以知道一般情况下箱梁截面的下缘混凝土压力会随着节段浇筑而增大，上缘压应力则随着浇筑节段的增加称波浪式增加，支架拆除后压应力减小，钢束预应力增大。 2.3 稳定控制 桥梁稳定包括桥梁的局部稳定和整体稳定，目前主要通过计算稳定系数来进行控制，稳定系数和结构的材料、施工工艺、桥梁结构有一定的关系。 2.4 安全控制 安全控制，安全控制其实已经包含了变形控制、应力控制和稳定性控制，是桥梁施工过程中控制的基础。只要保证桥梁结构变形控制、应力控制和稳定性控制在合理的范围内，就能保证桥梁的安全控制。 3 分节段施工长度对施工效果的影响 3.1 分节段施

9、工工艺关键 做好地基处理，保证地面平整，根据土质选择合适的压实设备，达到最佳的压实度，做好四周的排水工作。根据地质状况选择垫层材料，提高地基的承载力，保证施工过程中不会在荷载作用下发生沉陷。支架的搭设要做好最不利荷载组合的验算，通过预压消除一部分地基变形。钢筋绑扎过程中预应力孔道要精确布置，固定可靠，混凝土浇筑时要做好充分的协调准备工作。 3.2 分节段长度对施工效果的影响 通过研究发现分节段施工中施工节段越多，工期越长。而节段长度增大又会增加作业面，人力、材料和机械几种，模板周转需求量大，所以节段越大，成本越高。所以要合理选择施工工艺，确定节段的大小，以达到最佳的经济和技术效益。 参考文献 1刘来君，陈跃.云南大保高速公路连续刚构桥施工控制J.桥梁建设，2004. 2杨飞跃.节段施工桥梁的徐变变形及内力重分布研究D.长沙：长沙交通学院，1997. 3刘敬棉.分段施工的预应力混凝土连续梁钢束布置方式及预张力研究J.铁道工程学报，2008，12. 4秦立方，梁来.贵阳都拉营 T 构桥水平转体施工技术J.施工技术，2000（6）：38-39. 5曹海滨.喜旧溪河大桥关键施工技术及线形控制研究D.成都：西南交通大学，2002，9.