移动模架现浇连续箱梁预拱度线形控制

摘 要 ：预拱度及线形控制是移动模架施工连续箱梁的重点,本文结合广州珠江黄埔大桥S12合同段MSS45（下行式）移动模架施工实际,详细介绍了移动模架现浇连续箱梁的预拱度及线形控制要点和方法,为应用移动模架施工连续箱梁提供了借鉴.

关 键 词 ：移动模架 连续箱梁 预拱度 线形 控制

1.工程概况

广州珠江黄埔大桥S12合同段第五～七联位于半径4000m的圆曲线上,均为连续刚构箱梁,长795米,双幅18跨.其中第1～17跨跨径均为45m,梁高2.5m；第18跨跨径为30m,梁高由2.5m渐变至1.8m.第五～七联除过渡墩处采用单向支座,其余桥墩均为墩梁固结.

根据设计要求,这三联连续刚构箱梁均采用MSS45（下行式）移动模架施工,施工缝均设于距桥墩中心线6m处（过渡墩伸缩缝处除外）,箱梁从墩顶至施工缝范围内预拱直线变化,施工顺序从黄埔向番禺方向施工.

2.预拱度控制

预拱度控制是移动模架法施工箱梁控制的重中之重,如果预拱度控制不好,则直接影响箱梁的标高,乃至影响整个线路的标高；更为重要的是如果预拱度控制不好,则会影响箱梁结构的受力.

2.1 影响预拱度的主要因素

预拱度控制是整个移动模架现浇连续箱梁施工的重点.预拱度的影响因素要考虑周全,总的来说影响预拱度的因素有两个：一是移动模架系统变形值,二是设计提供的变形值（△设计）.影响移动模架变形的主要因素有以下五部分：

（1）移动模架主梁系统（含横梁及模板）在混凝土浇筑后产生的变形值：Δ主梁；（2）移动模架支承系统（小车、牛腿、销梁等）在浇筑混凝土后产生的变形值：Δ牛腿；（3）后悬臂吊杆伸长产生的变形值（在每联除第一浇筑段的其它浇筑段考虑此值）：Δ吊杆；（4）温度对模架变形影响的改正值（该值很小,可忽略不计）：Δ温度.（5）混凝土箱梁的收缩及徐变（一般不计）：Δ箱梁.移动模架现浇连续箱梁工况（浇筑段长度）不同,其变形值亦不同.

2.2 移动模架现浇连续箱梁工况

根据设计,移动模架现浇连续箱梁主要分三种工况：

（1）工况1：每联第一浇筑段施工时,其浇筑段长为：51m（45m+6m）,详见图1；

（2）工况2：每联中间浇筑段施工时,其浇筑段长为：45m,详见图2；

（3）工况3：每联最后浇筑段施工时,其浇筑段长为：39m（45m-6m）,详见图3；

2.3 预拱度的确定

（1）移动模架主梁理论弹性变形值；移动模架主梁理论弹性变形值根据各种实际工况由模架设计单位提供,以下是MSS45（下行式）移动模架在三种工况下的主梁理论弹性变形值（见表1）.

（2）通过预压试验确定在工况1下的移动模架（主梁系统及支承系统）弹性变形值；通过预压试验消除了移动模架的非弹性变形,并求得了其弹性变形值,得出了“工况1”箱梁混凝土荷载下（含施工荷载）模架变形曲线.

第一、MSS45（下行式）移动模架预压试验（工况1）弹性变形值,详见表2.

第二、MSS45（下行式）移动模架预压试验（工况1）在箱梁混凝土荷载下（含施工荷载）变形曲线.

（3）设计提供的变形值；

第一、设计要求根据设计变形值（计算位移）设置预拱度,详见表3.第二、根据设计提供的变形值可绘出设计位移曲线,并从图上内插求得横梁位置变形（位移）值.

（4）预拱度的确定：

第一、首跨箱梁预拱度的确定：首跨箱梁（第五联第一跨）根据预压试验得出的弹性变形值及设计提供的变形值即可求得预拱度值.具体算法：Δ预拱度等于Δ主梁+Δ牛腿+Δ设计（注：非第一浇筑段时应计入Δ吊杆）

第二、根据计算结果可绘出预拱度曲线（供复核预拱度用）.

第三、其它跨段（工况）预拱度确定：在首跨箱梁施工时,应实测（布点同预压试验）移动模架变形值：在模架空载时（钢筋绑扎前）和满载后（箱梁砼浇筑完成后）各测一次,即可求得模架浇筑混凝土时实际变形值.将此数据与预压试验及理论值比较、分析后,根据分析结果结合移动模架主梁理论变形值（工况2）调整第二跨（工况2）预拱值（此工况应考虑Δ吊杆）.

2.4 预拱度调整

第一、总体调整过程：（1）预压前粗调：为保证预压试验准确性,在预压前根据移动模架设计单位提供的理论变形值预调模架的预拱度.（2）首跨箱梁混凝土浇筑前精调：根据预压试验结果对预拱度进行精确调整（见表4）.（3）首跨后各施工跨微调：在箱梁混凝土浇筑后根据实测结果结合不同工况进行微调.

第二、预拱度控制：预拱度通过箱梁模板的标高来控制.箱梁模板标高的确定：对应于各横梁处的模板（底板、翼板）标高：H模板等于H设计（该处设计标高）+Δ预拱度.

第三、预拱度调整步骤及方法：预拱度调整实际上就是箱梁模板标高的调整.其调整步骤和方法为：（1）模架在预压试验完成、提升就位后,外模断面型式按设计准确调整.（2）利用主千斤顶（如图5示）准确调整纵坡.（3）利用左右小车及主千斤顶（如图5示）调整模板横坡.（4）在箱梁线型调整完毕后,利用横梁下螺旋千斤顶（如图5示）准确调整箱梁外模板标高（同步调整底板及翼板标高）.

第四、预拱度复核：利用预拱度曲线图内插求得箱梁任意点的预拱值计算出该点理论标高,与该点模板实测标高相比较,以复核预拱度设置是否正确、圆顺；否则,应进行相应调整.

3.线形控制

移动模架线形控制的好坏直接影响箱梁的外观质量.

3.1 线形的平曲度控制

第一、移动模架对箱梁线形（平曲）的适应性：

（1）移动模架在线路上总体布置：本合同段第五～七联（45m跨）位于半径4000m的圆曲线上.移动模架主梁及鼻梁均为直线,在线路上是按牛腿所在的两墩中心点连线布置,依次顺序折线推进,以适应线路曲线要求.

（2）横梁布置及模板装配型式：A横梁垂直于主梁布置,横梁可作径向位移.B每两根横梁配置一组模板,最长节（标准节）为6960mm；C每组模板间预留曲线调整间隙,并用楔形钢板调整（见图4）. 第二、平曲线形控制方法及步骤：（1）在移动模架拼装时,主梁位置应准确：主梁对称于桥墩布置,且两主梁端面位于同一垂直面上；（2）预调：横梁安装时,根据相应位置的计算内矢相对主梁进行布置,以保证横梁中心与箱梁底板中心重合.（3）复调：模板安装完毕,将箱梁底板中心线直接定位于底模上,据此精确调整：横梁做径向位移带动模板移动至准确位置.（4）预压试验完成、模架提升并准确就位（主梁支点及伸缩缝位置控制）,外模断面型式准确调整.（5）终调：重复步骤3,对模架进行精确调整,直至满足设计要求.

3.2 线形的竖曲度控制

第一、箱梁标高控制：针对连续箱梁在施工过程中移动模架不断发生变化（变形）及梁顶面混凝土面积大的特点,标高控制主要采用如下步骤及方法：

（1）移动模架准确就位,并准确调整平曲线.（2）按预拱度设置准确测定模板（底板及翼板）标高并在相应点位做好标记.（3）然后开始箱梁施工（底板钢筋、钢绞线、内模、顶板钢筋等）.（4）待箱梁顶板钢筋绑扎完成后,利用各点位相对标高（H相对标高等于H模板即测标高+△相应点位板厚）在左右两翼缘板处及梁中测定标高点,利用φ16钢筋将同一横断面方向上的标高点连接成一条“标高线”；标高线每3～4m设置一道.（5）在箱梁混凝土浇筑过程中利用“标高线”对混凝土顶面进行控制.

第二、箱梁分段施工的衔接（错台控制）：为避免已浇梁段悬臂端与现浇梁段（接缝处）出现错台,移动模架在已浇梁段悬臂端设置后横梁,并采取如下措施控制：

（1）箱梁混凝土浇筑顺序从悬臂端向已浇梁段方向浇筑.（2）在混凝土浇筑前,后横梁吊杆先施加预紧力（见图5）,施加过程如下：推进小车竖向顶升油缸将移动模架顶至混凝土浇筑位置,使移动模架后部模板与已浇筑混凝土贴紧,然后将后横梁竖向顶升油缸顶升100mm左右,并将后吊杆螺母拧紧,此时,每个后横梁竖向油缸对后横梁施加一约20T左右的竖向预紧力,使模板与已浇筑的箱梁混凝土产生一个预紧力.该力可通过后横梁液压站压力表反映,压力表压力升高大约3MPa左右.（3）在混凝土浇筑过程中,注意观察施工缝处错台变化,根据实际情况,及时利用后横梁顶升油缸对后横梁施加竖向预紧力等于支点反力+20T,将新旧混凝土错台控制在最小范围,以保证箱梁线形平顺.

4.结语

（1）通过对已施工完成的箱梁进行测量,其预拱度及线形控制较好,各项指标均满足设计要求.（2）在进行首跨箱梁施工时,预拱度及线形必须精确控制,此后各施工跨根据相应工况及实测结果进行微调即可,在施工周期中占用时间短.