桥梁悬臂短线法预制\悬臂拼装桥梁几何控制技术探讨

时间：2019-04-03 03:12:08　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要: 节段箱梁施工几何控制是大跨径连续梁桥施工的重要工作内容，其目的是成桥后箱梁线型尽量接近设计线型，提高节段箱梁合拢精度，结合厄瓜多尔巴巴奥约河大桥75m跨节段悬臂拼装施工实践，阐述了几何控制技术在短线法匹配预制、对称悬臂拼装施工中的运用。
　　关键词: 节段梁; 短线法; 悬臂拼装; 几何控制; 预拱度
　　
　　Abstract: the section box girder construction geometry control is long span continuous girder bridge for construction of the important work content, its purpose is to bridge girder after linear as near the design line, improve the section box girder fold precision, combined with Ecuador baba Mr About river bridge across 75 m segment cantilever assembly construction practice, the paper geometry control technology in short line matching method prefabrication, symmetrical in the construction of the cantilever assembly use.
　　Keywords: precise festival; Short line method; Cantilever assembly; Geometry control; The arch degrees
　　
　　中图分类号： U445 文献标识码：A 文章编号：
　　1 概述
　　混凝土梁桥的节段预制拼装分为短线法和长线法，长线法要求台座与梁体等长，占用场地大，模板与台座投入高，现已较少采用。短线法由于其效率高、经济型较好，已成为节段预制拼装中的主流技术，而几何控制是短线法节段预制拼装施工的重要内容。
　　2 预拱度概述及设计参数
　　理论预制线形是一种无应力线形，而梁体施工过程中，因自重、预应力、收缩徐变、温度、施工机具及施工方法等因素将会产生挠曲变形（挠度），为使成桥线形符合设计要求，在浇筑预制节段混凝土前，应由专业人员分析计算得出各个T构的挠曲变形量，立模标高须预加这一挠曲变形量，既设置预拱度，以形成预制曲线。本桥预拱度计算由新加坡耀华工程顾问公司负责计算，设计参数如下：
　　（1）混凝土级别(C50)及弹性模量E28=32.0KN/mm2
　　（2）预应力筋材料特性（φ15.20mm，标准强度1860KN/mm2，弹性模量195KN/mm2）；
　　（3）混凝土收缩徐变（按6000d计算，考虑总值一半的影响）
　　（4）上部结构施工顺序
　　（5）预制节段的安装龄期（28d）
　　（6）永久支座设置
　　（7）铰接段处刚度
　　（8）施工荷载、恒载、二期荷载（取31KN/m）、体内预应力
　　（9）预拱度计算所考虑的荷载
　　
　　
　　3 预制阶段几何控制技术
　　短线法采用固定的模板系统对梁体分节段进行预制，以墩顶梁段为基准，向T构两侧匹配预制。用已经浇筑完成的前一节段作为匹配梁，保证梁段之间的接缝匹配。后一梁段浇筑完成并初步养生后，将前一节段运走存放，而把新浇筑梁段作为下一节段的匹配梁，如此循环浇筑直到所有节段预制完成。短线预制桥梁的线形和姿态控制的重点在节段预制阶段，由于施工误差将使节段偏离空间对应位置，因此，节段预制误差应通过对未预制节段修正使桥梁空间线形和姿态得到有效控制，通常采用几何形体测量法进行，几何形状测量主要是利用节段几何尺寸的改变所产生的转角效应，以达到竖向或水平线形调整的目的，精确浇筑出具有特定几何线形的所有梁段。
　　3.1 模板系统
　　短线法对模板系统的要求很高，模板系统要有足够的刚度，使其在节段浇筑和养护过程中不产生挠曲变形，并且要求模板尺寸精确、机械化程度高。模板安装完毕后，建议按以下标准进行验收，达到标准后方可开始箱梁的预制。
　　
　　表1 模板安装标准
　　3.2 坐标系统的设立
　　短线匹配法预制的主要作用就是通过控制各预制节段匹配的空间位置，从而达到节段拼装后梁体的线形满足设计线形要求。为此需建立两个参考数据系统作为预制单元定位的运算：
　　（1）总体参考系统。总体参考系统把整个桥梁的外形变化确定，每一桥跨内每一节段都有确定的三维坐标数据，称之为桥梁总体坐标系统。
　　（2）预制单元局部坐标系。预制单元局部坐标系描述每一节段从浇筑节段到匹配节段的三维数据变化，称之为预制单元局部坐标系统，是以固定端模中心为坐标原点的参考系统
　　3.3 几何控制测点的布置及预拱度的实现
　　如图所示箱梁匹配节段的定位主要通过布置在顶板的六个控制测点来实现。其沿节段中心线的两个测点（FH&BH）用来控制平面位置，而沿腹板设置的四个测点（FL、FR、BL、BR）用以控制标高；在固定端模上缘也设置三个控制测点，单元中心线由放置在测量塔上的经纬仪和目标塔反光镜确定。在预制单元附近也要设置一固定水准点，以对测量塔和目标塔进行校核，如果观测到测量塔或目标塔有偏移，应及时纠正；所有的控制预埋件都在砼凝结前安放在梁段顶板上，它们由镀锌十字头螺栓和U型圆钢组成，这些预埋件必须尽量设置在所规定的位置。但是它们的位置不需要绝对的正确，因为它们只是用作相对位置的参考。
　　
　　图1匹配预制几何控制示意图
　　梁段的预拱度线形和相邻梁段的预转角，是在预制过程中分节段实现的。若第i节段的预拱度为yi，节段长为Li，则预转角βi=（yi-yi-1）/Li。预制过程中只要使匹配梁在立面上转动角度βi，就可以使得预拱度在短线预制过程得到实现。
　　
　　图2 短线法预制预拱度设置
　　3.4 节段预制误差的修正
　　预制误差的修正需要采用专业几何控制软件根据匹配梁的误差对匹配梁的定位位置进行修正，以便在浇筑下一节段时通过匹配梁位置的调整消除预制误差。
　　几何误差修正的基本控制原理和方法有以下2种：（1）直接纠正法，若第n节段在浇筑过程中产生了梁长误差ΔL和Δθ（这2种误差体现在6个控制点浇筑完成后坐标的变化），则几何控制软件根据误差修改此节段原定作为匹配梁时的定位坐标，以便在浇筑n+1节段时纠正，避免误差累积；（2）多次浇筑过程中逐步纠正法，若第n节段制造误差较大或者根据节段间平顺光滑性要求，第n节段的误差不能直接在浇筑第n+1节段时纠正的话，考虑在接下来若干个节段浇筑过程中逐步纠正目前存在的误差，使得控制点的位置在第n+i个节段浇筑完成后与理论位置重合[1]。
　　3.5 预制过程的几何控制
　　本桥采用新加坡耀华公司开发的Geompro软件对梁段预制误差进行控制，Geompro软件主要功能是通过控制各预制节段匹配的空间位置，从而达到节段拼装后梁体的线型，满足设计线型的要求。该软件将箱梁各梁段控制点的坐标及预拱度以数据库的形式输入，结合所给定的理论值及梁段在匹配生产时的实测值，经过必要误差修正，精确地计算出已成型梁段在匹配位置时应处的空间位置。

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