施工线形控制参数分析范文

《低温建筑技术杂志》2014年第五期

1工程概况

某6×110m六跨钢箱连续梁桥，主梁采用整幅等截面钢箱连续梁。钢箱梁梁宽33.1m。钢箱梁梁高4.5m，主要结构布置示意图如图1所示。钢箱梁主要由顶板、底板、斜底板、中腹板、边腹板和横隔板及横肋板组成。顶板主要采用U型加劲肋;底板采用板肋加劲;斜底板采用U型加劲肋和板肋加劲;中腹板采用板肋加劲;边腹板采用板肋加劲;横隔板标准间距10m两道，横隔板之间设置三道横肋板。施工工况采用逐跨吊装大节段吊装方案。梁段之间的接缝位于中间墩顶侧23m处，首跨吊装梁长133m，中间跨吊装长度110m，尾跨吊装长度87m。中跨和尾跨安装梁段利用梁端牛腿临时挂设于前一梁段悬臂端，对计算精度有更高的要求。

2计算误差分析

根据梁的假定，中性轴在受力时既不伸长也不缩短，长度保持不变，故以中性轴中心处为基准点计算线形控制参数是准确的。但是实际工程中，受到场地、测量、视野等因素的影响，中性轴的位置较难控制，所以只能以底板中心上缘为控制点进行控制。本文的计算均基于底板中心上缘为控制点，而在实际吊装过程中，底板的长度会随着受力变化而变化，根据模型应力情况，可以根据公式△l=∑ni=LσE•li，其中σ为第i个单元的下缘平均应力。计算出施工累计的底板伸长可达77.37mm。故这部分的误差需考虑修正。以底板为控制点时，配切示意图如图2所示。可以看出，如以底板控制点，中性轴处梁长会比设计梁长增加Δ=Δ小+Δ大=X•tanα小+X•tanα大，其中，X为中性轴到底板的距离，α小为小里程处与前一梁段之间夹角的一半，α大为大里程处与后一梁段之间夹角的一半。据此，顶底板下料长度=以底板为基准的下料长度－Δ。

3线形控制参数计算

几何线形控制是工程施工监控的重点，为了使主梁能够按设计要求成桥，就必须在施工过程中对各节段设置预拱度，使最终线形符合设计要求。使成桥状态的几何线形最大限度地逼近设计要求，是线形控制的最终目的。故前期线形控制参数的正确性就尤为重要。线形控制参数由钢箱梁胎架线形参数与钢箱梁制造下料参数组成。控制点的位置为钢箱梁底板中心上缘处，计算点为每个小节段的两端(小里程处与大里程处)。胎架线形参数是基于钢箱梁胎架上的状态给出的，可近似看作无应力状态，即考虑未发生箱梁变形时的最初线形，计算时根据土建承包人与钢结构承包人提供的临时荷载信息，尽可能精确地计算钢箱梁的施工累计变形，并按施工累计变形与0.5倍活载挠度之和的反向进行预拱度设置，同时考虑成桥竖曲线，给出制造指令，每个大节段的胎架线形互相独立且均以本跨支座坐标为基准0点。下料参数是根据钢箱梁的几何特性给出的，由于钢箱梁采用“以直代曲”的方式进行梁段预制故两个小节段之间由于存在夹角差异，如按矩形块预制梁段将出现梁体侵入或梁段间的缝隙，由于以底板中心为控制点，故可根据几何关系计算顶板的修正量，根据角平分原则补偿，两边节段各补偿一半，给出真实的顶板下料长度。本文以首跨跨中3个小节段SE、SF、SE为例，说明线形控制参数的计算方法，为类似工程提供参考依据。

3．1胎架线形参数计算根据模型计算所得的3个小节段控制点的相对里程与相对高程见表1。根据相对里程与相对高程的结果即可在胎架相应位置调整线形。

3．2下料参数计算由于钢箱梁采用“以直代曲”方式预制，故会产生如图3所示的夹角与缝隙。通过3.1中得出的胎架线形进行几何计算，并考虑上文提出的误差，易得出钢箱梁下料参数见表2。其中，以底板为基准时顶板修正量=梁高×tan(梁段间夹角/2)，据此可得出顶底板考虑误差前后的下料长度。采用相同方法，即可得出全桥钢箱梁下料参数。括号中为未考虑上文误差以底板为基准时的数值。

4结语

桥梁线形控制就是通过模拟各个施工工况同时考虑成桥曲线来精确计算出桥梁应施加的预拱度，从而计算胎架线形参数与钢箱梁下料参数，在箱梁预制施工中严格按照指令，在施工完成后理论上就能达到结构理想的几何线形。故线形控制参数的计算是十分重要的。本文就指令给出了计算方法与相应的误差修正，为今后大跨度桥梁大节段吊装工程提供一定的参考。

作者：方远傅挺挺林建平崔鑫单位：浙江大学建筑工程学院