連續鋼箱梁橋主梁線形控制技術研究

龔振邦 熊承羅

摘 要：結合X大橋，分析了主梁線形控制技術，給現場監控提供理論基礎，施工時應嚴格按照線形進行施工控制。

關鍵詞：連續鋼箱梁；線形控制；幾何控制

中圖分類號：K928文獻標識碼： A

連續鋼箱梁橋具有抗彎剛度大、抗扭剛度大等優點，同時又具有鋼結構強度高、自重輕、跨越能力大、工期短等優點，且外形優美，因此越來越受到重視。大節段吊裝施工技術由于靈活、施工效率高，隨著施工技術的發展而應用越來越多。隨著連續鋼箱梁跨度不斷增大，控制技術、線形控制等要求也隨之提高，施工難度越來越大，橋梁施工過程的控制也越發重要。

1工程概況

X大橋是全長接近50公里，主體工程長度約35公里。其中主體工程橋梁工程CB03JK合同段包括深水區通航孔橋和深水區非通航孔橋。非通航孔橋釆用連續鋼箱梁體系，中間繳一側設置固定減隔震支座、另一側設置橫向滑動減隔震支座，其他中墩與過度墩一側設置縱向滑動減隔震支座、另一側設置雙向滑動減隔震支座.等寬段標準聯釆用6110m六跨鋼箱連續梁橋，K13+413 ~K17+263區段，位于直線段上.108+783 ~ K22+083區段，位于半徑R=5500m的平曲線上。主梁釆用整幅等截面鋼箱連續梁，頂板為正交異性板結構。鋼箱梁梁寬33.hn。鋼箱梁梁髙4.5m，梁高與跨徑比值為1/24.4。

2 主梁線形控制技術

2.1預拱度標準

預拱度是計算線形的基礎，預拱度的設置根據梁單元模型計算得出的全橋累計變形+ 1/2活載變形計算。預拱度設置如圖1所示。

圖1縱向預拱度設置

2.2小節段制造參數計算

本節以第二聯首跨跨中5個小節段SD2、SE、SF、SE、SD1為例，說明線形控制參數的計算方法，為類似工程提供參考依據。

(1 )胎架線形參數計算

計算所得的3個小節段控制點的相對里程與相對高程如表1。根據相對里程與相對高程的結果即可在胎架相應位置調整線形。

表1 胎架線形參數

節段 SD2 SF SE SE SD1

小里程 大里程 小里程 大里程 小里程 大里程 小里程 大里程 小里程 大里程

相對里程 21.5m 31.5m 31.5 m 41.5 m 41.5m 55.5m 55.5m 65.5m 65.5m 75.5m

預拱度相對值(1)cm 18 95 25.02 25.02 28.66 28.66 29.31 29.31 26.70 26.70 21.92

豎曲線相對值(2)cm 15.59 22.01 22.01 28.12 28.12 35.97 35.97 41.08 41.08 45.78

相對高程=(1)+(2) 24.44 47.03 47.03 56.78 56.78 65.28 65.28 67.78 67.78 67.70

(2)鋼箱梁下料參數計算

以底板為基準時頂板修正量=梁髙tan (梁段間夾角/2)，據此可得出頂底板考慮誤差前后的下料長度。采用相同方法，即可得出全橋鋼箱梁下料參數。橋梁線形控制就是通過模擬各個施工工況同時考慮成橋曲線來精確計算出橋梁應施加的預拱度，從而計算胎架線形參數與鋼箱梁下料參數，在箱梁預制施工中嚴格按照指令，在施工完成后理論上就能達到結構理想的幾何線形。故線形控制參數的計算是十分重要的。

2.3大節段吊裝安裝線形的確定

大節段預制完畢，將鋼箱梁釆用浮吊架設到臨時支座上時，鋼箱梁發生自重變形，此時需要對鋼箱梁計算安裝線形，以有效控制鋼箱梁安裝，保證施工安全與成橋線形，如發現偏差可及時調整，避免出現誤差累計導致成橋不滿足設計要求，甚至合攏困難。安裝線形的計算是通過考慮加入豎曲線的預拱度扣除當前施工工況發生的位移，由于預拱度的設置是確定小節段兩端的高程，并釆用“以直代曲”方式預制梁段，故小節段中間的預拱度可由兩端插值得到，根據安裝測點布置，選取頂板中心點，由此可以得到理論上當前工況的安裝線形狀態。施工時根據幾何控制方案，測量相應測點的變形，與理論值對比，控制誤差。

2.4大節段間的梁端轉角控制

（1）梁端轉角計算

鋼箱梁架設安裝時，在捍接前大節段間捍接合攏位置會有一定的梁端轉角，轉角的控制是大節段吊裝施工技術施工控制的關鍵，直接決定了鋼箱梁能否順利合攏。為了使鋼箱梁平順連接，應盡量消除輝接前的梁端轉角。理論上可以采用調節鋼箱梁制造線形的方法消除梁端轉角。即在制造指令的計算時，根據表2計算所得的輝接前梁端轉角計算值，在輝接位置兩側的小節段預先轉一定的角度，可選擇兩側各偏轉計算得到轉角的一半，即修正胎架線形參數中每個大節段兩端的兩個小節段的相對高程。這樣在安裝時，架設梁段變形之后即處于無轉角狀態，可以平順連接鋼箱梁。

表2焊接前梁端轉角計算值

烊接位置 1-2跨 2-3跨 3-4跨 4-5跨 5-6跨

產生轉角/度 0.0343 0.0231 0.0208 0.0208 0.0176

頂板誤差/mm 2.69 1.82 1.64 1.64 1.38

（2）梁端轉角的誤差調節

調節制造線形后，理論上是可以平順連接鋼箱梁的。但是鋼材彈性模量、梁重、溫度變化、施工誤差、臨時荷載等誤差均會對梁端轉角產生影響。故必須有效地控制分析這些誤差，避免出現過大梁端轉角導致合攏困難。當轉角較小時，在輝接位置可以用輝縫調節，當縫寬S25mm時，可以釆用輝縫調節這部分轉角；但當轉角過大時，無法使用揮縫調節，這時，可采用架設時的牛腿支座以及調位支座的豎向千斤頂調整待安裝梁段的高程來消除轉角，輝接完可調節回原狀態。這種調節方式會使揮接完的結構產生強迫位移，對結構受力產生一定的影響，應盡量避免出現誤差導致過大轉角。

3 結束語

結合工程施工技術，介紹了預拱度設置方法，并給出了鋼箱梁制造線形、安裝線形、梁端轉角的具體計算方法與計算結果并提出誤差修正的方法，給現場監控提供理論基礎，施工時應嚴格按照線形進行施工控制，否則線形達不到設計要求甚至可能出現合攏困難。

參考文獻

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