摘要：自同澜沧江大桥为混凝土连续梁桥，深水基础。本文从施工流程、梁体线性控制、测量监控等方面入手, 重点介绍了自同澜沧江大桥深水基础施工、连续梁线性控制等工序原理及实施过程。
关键词：连续刚构 深水基础 线性计算 测量控制
Abstract: the river bridge with concrete continuous girder bridge, the deep water foundations. This paper, from the construction process, beam body linear control, measurement and monitoring aspects, the paper focuses on the river bridge with deep foundation construction, continuous beam linear control working procedure such as principle and implementation process.
Keywords: continuous rigid frame the deep water foundations linear computation measurement control
中图分类号：U442.5文献标识码：A 文章编号：
自同澜沧江大桥长度239m,为（60m+110m+60m）连续刚构，薄壁双肢等截面实心墩，桥面宽度为10.5m,基础钻孔灌注桩基础。桥址区地貌单元属澜沧江河谷地貌单元，为“U”形河谷，河床宽度约100m，两岸阶地宽约50m～300m不等，右岸宽左岸窄缓。桥台均位于两Ⅰ级阶地上。区内基岩岩性较单一，主要为沉积泥岩。桥址河段为澜沧江水系，水质对砼无侵蚀性。
一、施工方案和方法
本桥基础位于水流湍急的澜沧江中，采用筑岛围堰施工基础，基坑开挖时采用一定防护措施；主桥基础桥墩采用翻模施工。刚构连续梁采用四对菱形挂篮对称悬灌施工。优先安排水中主墩基础施工，随后安排引桥基础施工。主桥深水基础、连续刚构施工是桥梁施工的关键工程。
二、 基础施工
1．筑岛围堰施工工艺
由于本桥施工错过了澜沧江的枯水季节，主墩（1#、2#墩）基础需要在水中筑岛施工。筑岛方案为:在承台设计线外1.5米处投放片石钢筋笼，钢筋笼和填土平行作业；筑岛高度超过常年洪水高度1米，筑岛完成后在岛外侧安设1.2米高φ42钢管护栏，钢管护栏基础深度不小于50厘米，以防止人员和设备掉入水中。
由于澜沧江水流湍急，筑岛时如用普通填料，势必会造成填料大量流失且筑岛易受水流冲刷破坏。故在填料填筑同时向水中抛填片石钢筋笼。钢筋笼以25号的钢筋做骨架，用铁丝编网，尺寸为2.2米*2.2米，内部充填片石，在填料填筑同时采用汽车吊填筑，有力地保障了筑岛顺利进行。
2．基坑施工工艺
因当地粘性土填料缺乏，筑岛时采用的是透水性较强的卵石土，因此采用注浆防水帷幕作为防水措施。注浆钻孔沿基坑开挖线外侧布置，布设三排，注浆孔中心间距离0.8m,按梅花形排列，先注外排孔，后注内排孔，再注中间孔。注浆帷幕帷幕设计为2.5m厚，深度控制在基岩面，大约5.0m深；材料采用水泥浆和水玻璃双液浆，水泥用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
帷幕施工后河水位降低后开挖承台， 1#墩在9月开挖，此时水位已下降至1#墩河床面以下，承台开挖采用挖机，人工配合。在开挖同时码砌袋装卵石土，随即插打Φ80钢管作为碎石袋骨架。钢管长度为6.0m，梅花形布置，间距1.0m，要求钢管从编织袋中心插入。
2#墩施工时降水量增大，故采用水下混凝土围堰防护措施，提高围堰内水位，降低内外水头差；同时围堰可以作为承台模型，并对大体积混凝土有保温作用，防止混凝土温差过大造成开裂。开挖到位后用大功率抽水机将承台内水抽干，人工配合机械清底达到设计标高，用C20砼封底，封底砼厚度50cm。然后进行承台施工。
三、 连续梁施工工艺
1.梁部施工总体方案
梁部预应力连续刚构，跨度为60+110+60m，箱梁截面为单箱单室变截面箱型结构，采用三向预应力结构，主墩处梁高6.3m，跨中及边跨梁端处梁高2.8m。箱梁高度和底板厚度从跨中到悬臂根部按抛物线变化,边跨现浇段底板厚度按直线变化。
本桥除0#梁段及两边跨现浇段外，其余节段采用挂篮对称悬臂灌注法施工；边跨边段搭设膺架现浇施工。主梁合龙要求先边跨，后中跨，均采用强制合龙方法；施工季节选择气温较接近全年平均气温时进行。中跨合龙支架利挂篮改装，边跨利用膺架合龙。
2. 0#梁段及悬臂梁段、施工
主梁0#段采用托架法分两次灌注，在第一层节段砼强度形成后，再进行第二层砼灌注，以保证箱梁底板与托架共同受力，从而使托架设计更轻型化。托架由墩顶预埋牛腿支撑，采用万能杆件拼装。托架在平地上组装，采用塔吊吊放到位,将上端支座与预埋钢板焊牢，然后进行后续工序施工。
主梁悬灌采用无平衡重菱形式轻型挂篮悬臂对称施工。梁段砼采用连续一次性整体灌注，两台砼泵平衡对称灌注两悬臂现浇段，分层灌注。原则上先灌注悬臂端的前段，后灌注新旧梁段接触处，防止砼产生裂纹。为保证砼质量，底板采用敞口灌注，灌注完毕后用组合模板对底板砼部分封闭，防止浇注腹板砼产生冒出。腹板灌注采取边灌注边关内模或留天窗的办法，便于振捣和观察。
3.中跨合龙段施工
中跨合龙在墩上T构完成，挂篮改装成为锚固在两个T构梁段上的吊架作为合龙段支架。施工时由于两悬臂结构对称，两端变形条件相似，其合龙高差容易得到控制，其施工标高控制的重点是对相邻合龙段悬臂梁的施工标高进行控制，使悬臂箱梁标高接近设计标高。
合龙时采用对称换重法控制悬臂梁体变形。混凝土采用早强砼，并加强养护。其灌注选择在一日内气温最低的凌晨六时段进行，灌注前对两梁端一定范围内洒水降温。砼灌注结束，及时加强养护，达到张拉强度后及时张拉，并将临时束补拉到设计吨位。
四、 主梁施工的线性控制
线型控制的基本原理是:根据计算提供的梁体各截面最终挠度变化值来设置施工预留拱度,据此调整每段模板安装时的前缘标高。由设计计算出的预留拱度值,在施工时要根据实际情况作出相应的调整。
1.预拱度设计计算
目前，对悬臂施工的预应力混凝上连续梁的预拱度计算有很多理论和方法。根据桥梁不同阶段的受力状态，按照规范考虑混凝土的收缩和徐变、预加力的影响等，其中在混凝土收缩、徐变的计算中考虑了各个阶段混凝土强度变化的影响，同时也考虑了预应力损失的计算。
根据规范，预应力混凝土梁在长期荷载作用下设计预拱度计算方法为：
Fyg=(-fy+fg1+fg2)[1+Φ(too,r)] +fq/2
其中：
Fyg―设计预拱度；
fy―扣除全部预应力损失后的预加力所产生的上拱度;
fg1―梁恒载作用下的挠度;
fg2―后加恒载作用下的挠度;
Φ(too,r) ―混凝土的徐变系数终值;
fq―静活载作用下(不计冲击力)产生的挠度。
成桥后桥面标高计算公式为:
H设计标高=H桥面竖曲线标高+fyg
在桥梁悬臂拼装施工前，准确计算各个施工阶段的桥梁挠度值和挠度累计值、并将施工完成阶段的挠度累计值作为拼装梁段施工中的预设拱度，施加到施工完成阶段的结构理想状态一一理想挠度曲线上，以便为每个悬臂施工阶段确定一条适当的拼装梁段曲线，这些轴线就是相应施工阶段的结构理想挠度曲线。
施土预拱度计算公式为:
Hi施工预拱度标高= Hi制作预拱度标高-fi施；
制作预拱度计算公式为:
H制作预拱度标高= Hi设计标高-fi总；
其中：
Hi施工预拱度标高―施工i梁段时i梁段标高；
fi施―施工i梁段时前i梁段总挠度；
fi总―为最后竣工足够长时间(目前规范规定10年)内i点的总挠度。
施工阶段结构的总挠度计算公式为：
Fyg=(-fy+fg1+fg2)[1+Φ(t,r)]
其中：
Φ(t,r)――混凝土随龄期增大的徐变系数；其余代号意义同前。
由于该类型桥梁结构复杂，工序较多，一般采用专用计算软件计算，通常采用倒装法，即按照桥梁实际施工加载顺序的逆过程来进行结构行为分析。它的基本思想是:假设t=t0时刻结构内力分布满足正装法设计最终状态的结果，线形满足设计要求。在此初始状态下，按照正装分析的逆过程，对结构进行倒拆，分析每次拆除一个施工阶段对剩余结构的影响，在一个阶段内分析得到的结构位移、内力状态便是该阶段结构施工的理想状态。所谓结构施工理想状态，就是在施上各阶段结构应有的位置和受力状态。每个阶段的施工理想状态都将控制着全桥最终的形状和受力特性。倒拆计算时的初始状态必须由正装分析来确定。
本项目采用大型商用软件Midas/Civil进行计算。该软件是韩国浦项制铁集团研制开发的桥梁专用计算软件，目前已经在国内广泛使用。
Midas/Civil具有单元的激活/钝化功能，故能进行预应力混凝土桥梁的施工阶段分析，Midas/Civil把各个施工阶段的单元施工和拆除用程序模拟，各施工阶段内的单元内力和节点位移能随时被保存供下一个施工阶段使用，该软件能根据上一施工阶段计算结果自动更新本阶段计算模型的线形和内力状态，使计算工作得到简化。
结合该桥梁施工顺序和施工方法，按照实际设计中的各梁段进行预制块件的划分，由于0号块局部受力比较复杂，故单元划分比较细，各合拢段按照实际结构进行划分。根据设计图纸确定块件的划分，采用梁单元将预应力混凝土连续梁(主梁和桥墩)离散化，共计划分620个梁单元，682个节点，在计算中采用实际结构断面参数进行计算。
图1梁体有限元模拟单元划分示意图
根据施工需要模拟了两种工况：
工况1：在两个单T同时施工后，中跨合拢前，将左端边跨的现浇段、合拢段及左边单T施加28天的时间荷载，再进行中跨的合拢。
工况2:施工顺序按照实际施工情况进行，先施工左边的单T，然后浇筑边跨现浇、浇筑合拢段，合拢边跨，然后施工右边的单T，随后浇筑中跨合拢段，进行中跨合拢。
计算结果显示：在两种工况下，位移较大的节点，两种工况下的位移最大值相差1.67mm，该值相对于跨度为110m的连续桥梁来讲，该误差可以忽略不计，即当要合拢中跨前，左半边结构的位移基本相同。证明了可以采用施加时间荷载的方式对调整施工顺序进行模拟。
根据软件模拟输出表格，输出各个工况下理论变形量，编制表格，用于指导现场施工控制。
2.施工标高控制的措施
连续箱梁施工时, 为保证构造物的平面位置及高程准确, 施工前建立精密制网进行测量放样。现场采用全站速成测仪及精密水准仪测设箱梁平面位置标高。根据计算所提供梁顶标高及支架变形, 精确设置立模标高, 施工过程中要保持与设计计算模式相一致, 如施工方案出现较大变化时, 分析其影响程度, 修正立模标高。
在连续梁施工中影响线型的因素很多,其中以温度、凝土收缩徐变、现浇节段重、超重及施工偏差影响最大,为便于连续梁线型控制并对以后节段浇注温度影响进行预测,必须对连续梁施工中的每一道工序进行观测。观测采用预埋在梁段中的钢桩作为观测目标。具体观测内容包括：
(1)灌注混凝土节段前端底模板标高测量；
(3)灌注混凝土前测量，含待浇梁段、已浇梁段观测桩的标高；
(4)灌注混凝土后测量。混凝土标高以立模时标高进行控制；混凝土浇筑完毕后测量各梁段观测桩顶的标高,以便于比较浇筑混凝土前后各梁段的高程变化,为以后待浇梁段的立模标高设计提供参考依据；
(5)预应力张拉前的测量。测量各梁段在预应力张拉前的高程,为预应力张拉后的测量提供初始值,以确定预应力张拉对各梁段高程的影响量。
(6)预应力张拉后的测量。测量各梁段在预应力张拉后的高程,以确定预应力张拉对各梁段高程的影响值。
(7)移动挂篮后观测。测量移动挂篮后各梁段的高程。每循环浇筑一梁段均要进行7个
监控测量步骤,并做好观测记录,为悬臂连续梁挂篮法施工、设计中的线型控制提供依据。
实际测量值要与理论计算值进行比较,发现问题后应即时进行修正。
测量结果作为预测、修正后续工序控制参数的依据。
五、结语：
1.在流速较快河流中筑岛时，需采用防止水流冲刷的措施。本项目通过探索，采用填片石笼、提高填筑速度等措施,确保围堰施工顺利完成。
2.深水基础施工尽管工艺技术成熟，但工序、工期控制是施工控制重点，需要人、机、料、法等诸方面综合控制。
3.在连续梁悬灌时，需注意其受力体系的变化，采取理论计算和实测结合的方法控制其线形。本项目采用有限元软件理论计算和现场控制相结合，达到了规范和设计要求，其经验可供同类项目借鉴。
4.本项目中实行了卓有成效的质量控制，保证了工程质量；在实施中根据实际情况，采用行之有效的施工工艺；与各参建单位、地方单位协调合作，保证了工程顺利按期完成。
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简介：刘振伟，1975年，大本，工程师，公路铁路市政桥梁及地铁施工。