1、1主梁悬浇时立模标高的理论计算陈杨明 冯鹏程摘要 本文分别就后支点挂蓝和前支点挂蓝，给出了在程序计算中如何正确考虑挂蓝的因素，来正确的得到主梁悬浇施工时的立模标高。主题词 主梁 悬浇 立模标高 计算1 概述大跨径预应力混凝土桥梁，包括连续梁、连续刚构、T 型刚构、斜拉桥等结构型式的桥梁在其主梁施工时，一般采用挂蓝悬臂浇注施工。就目前，从挂蓝支承原理上分为后支点挂蓝和前支点挂蓝，前者主要应用在连续梁、连续刚构、T 型刚构的悬臂施工中，它通过两个作用在已浇梁段上的支点，来平衡悬臂伸出已浇梁段外的挂蓝重量及其上所浇注的混凝土重量，其浇注节段长度一般在 4m 左右；后者是根据斜拉桥的特点应运而生的，其
2、主要特点是利用将浇梁段上的斜拉索作为挂蓝前支点（比后支点挂蓝多一个前支点） ，由于前支点的作用，改善了挂蓝受力，其节段浇注长度大大加长，由于要利用主梁上的斜拉索，所以节段浇注长度与斜拉索在主梁上的间距一致，一般为 8m。对于悬浇施工的主梁做施工监控时，其中主要的控制对象之一是线形控制，也就是消除主梁恒载位移，使成桥时达到理想位移状态。对于由支架整体现浇的主梁，要达到成桥线形，只需考虑支架沉降、变形及恒载一次落架位移（包括预应力钢束张拉效应） ，作相应的预拱（相对理想线形）即可，计算也相应的比较简单。对于悬浇施工的主梁，要控制线形，由于节段施工的原因，也由于挂蓝施工的原因，其计算相对比较复杂，而
3、且也容易弄错。如果我们忽略温度、材料、施工、程序计算误差等不定因素的影响，仅从计算方法上来考虑其线形控制，我们称其为理论线形控制。一般在施工计算时，我们总是假定主梁施工时的立模标高为其在理想线形上的标高（也即折线施工） ，当主梁最后成桥时，其成桥线形相对理想线形总会有累计位移，其累计位移反号即为主梁施工时的预抬值（相对理想线形标高） ，也就是说：主梁理论立模标高为按折线施工计算时所得成桥位移加上理想线形标高。由于理想线形标高已知，故按折线施工计算时所得成桥位移就成为确定主梁施工时理论立模标高的关键。程序对于逐节段施工的主梁，是能根据施工步骤逐节段考虑各节点的累计位移的，但对于挂蓝的因素，主要看
4、计算者如何根据挂蓝的施工特点确定其正确的计算方法。现在分别就后支点挂蓝和前支点挂蓝分析如何在程序计算中考虑其因素，确定其正确的计算方法。2 后支点挂蓝在程序计算中的考虑首先，我们熟悉用后支点挂蓝施工主梁一个标准节段时的实际步骤：（1） 、挂蓝脱空、前移就位（2） 、调整挂蓝前端标高（即主梁底立模标高）（3） 、绑扎钢筋，浇注混凝土，并养护待强（4） 、张拉梁内预应力钢束（5） 、重复 14 步骤如果程序计算中带挂蓝主要受力单元（主纵梁及其上三角桁架、中支点垫块、后锚点拉杆，并正确分布挂蓝单元及其上其操作平台、横梁、模板等结构自重荷载，则对应以上2实际施工步骤，程序计算中也分如下施工阶段：（1）
5、 、挂蓝单元前移就位（无预抬值，立模标高均为节点 Y 坐标，即其在理想线形上的坐标） ，挂蓝所有自重荷载也相应前移（2） 、挂蓝单元上分布待浇梁段的重量（3） 、上待浇梁段单元号，带自重，去挂蓝单元上分布的待浇梁段的重量，（4） 、挂蓝脱空，并张拉梁内预应力钢束（5） 、重复 14 步骤由于挂蓝单元前端节点的位移在挂蓝脱空之前就是待浇梁段前端的位移，所以挂蓝单元前端节点的位移必须累计给待浇梁段单元前端节点，处理方式有三种：（1） 、挂蓝单元前端节点与主梁单元前端节点为同一节点编号（2） 、挂蓝单元前端节点通过一刚性单元与主梁单元前端节点相连（3） 、修改源程序使其有如下功能：新增节点能累计结构
6、中已存在的某节点的位移对于方式（1） ，由于在张拉主梁内预应力钢束时，不能断开挂蓝单元与主梁单元（即脱空挂蓝） ，而使预应力效应失真，所以不可取。对于方式（2） ，在张拉主梁内预应力钢束时，可以通过拆除刚性连接元断开挂蓝单元与主梁单元，而不影响预应力效应，所以可取。对于方式（3） ，如果你做得到，当然可取。采取折线施工方式计算时，程序默认新增节点的起始位移为 0（相对节点 Y 坐标，也即其在理想线形上的坐标） ，也就是挂蓝单元前移后前端节点起始位移为 0，但由于其自重的原因，挂蓝前移就位后，程序总是要给出其结构自重下位移，而这部分位移在实际施工过程中，无论其大小总是被挂蓝立模时消除了的，也就是
7、说，实际施工时挂蓝立模总时在其自重位移发生后，并相对理想线形标高预抬，所以说由于挂蓝前移后其自重产生的位移不应累计给挂蓝单元前端节点，处理方式有三种：（1） 、修改源程序使其有如下功能：新增节点可以不累计本阶段计算的此节点位移（2） 、对成桥状态的累计位移作如下处理：扣出此节点由于挂蓝单元前移阶段引起的位移（3） 、采用上述方式 2 累计挂蓝单元前端节点的位移，但刚性连接单元在挂蓝单元前移后下一阶段上通过以上计算方法及处理后得到成桥位移，只要把各点位移值反号即为该点实际施工时的预抬值。通常情况下挂蓝结构的刚度一般比较大，在程序中模拟挂蓝单元也比较繁琐，我们在计算时可以不带挂蓝单元，而仅以集中力
8、的形式来考虑挂蓝荷载。首先，我们假定挂蓝刚度无穷大，这样无论挂蓝自重，还是其上作用的混凝土的重量，挂蓝均不产生变形，于是我们可以用集中荷载来模拟挂蓝自重及其上作用的混凝土的重量对已浇梁段的影响。则对应以上实际施工步骤，程序计算中分如下施工阶段：（1） 、空挂蓝支点集中力前移就位（2） 、待浇梁段的重量通过挂蓝支点反力加载在已浇梁段上，上待浇梁段的单元号（3） 、上待浇梁段单元的自重，去待浇梁段通过挂蓝支点加载在已浇梁段上的集中荷载，并张拉梁内预应力（4） 、重复 13 步骤这个步骤里的关键在于第二步骤中必须上待浇梁段的单元号，也即主梁前端节点号，只有这样混凝土浇注时的主梁前端位移才能够累计。由
9、于挂蓝的刚度总是有限的，存在自身的变形，为了得到其变形，在挂蓝第一次安装就位时，我们要做挂蓝预压试验。挂蓝预压试验总是在 0 号块进行，0 号块由于其刚度大，变形量微小，试验得到的变形主要为挂蓝自身变形（弹性变形和塑性变形） ，由于试验阶段已消除塑性变形，所以我们在实际施工时只需要预拱其弹性变形。所以利用上述不带挂蓝单元计算时得到的成桥位移计算立模标高时，只需在此基础上再考虑试验得到的挂蓝弹性3变形。以上两种对后支点挂蓝的考虑，相对而言，后者比较简单，而且考虑了试验的结果，比较贴近实际，在设计及监控计算中可以利用。3 前支点挂蓝在程序计算中的考虑用前支点挂蓝施工主梁时，为控制已施工主梁的应力，
10、大多分次浇注混凝土，分次张拉斜拉索。下面我们研究分两次浇注混凝土，分三次张拉斜拉索施工一个主梁节段的情况。首先，熟悉用前支点挂蓝施工主梁一个标准节段时的实际步骤：（1） 、挂蓝脱空、前移就位（2） 、调整挂蓝前端标高（即主梁底立模标高）（3） 、挂蓝上第一次张拉斜拉索（4） 、绑扎钢筋，浇注节段一半混凝土（5） 、挂蓝上第二次张拉斜拉索（6） 、浇注完全部混凝土，养生待强（7） 、张拉梁内预应力钢束（8） 、斜拉索转换到主梁上，并第三次张拉（9） 、重复 18 步骤对于前支点挂蓝由于是三点支撑，为超静定受力体系，且总是与斜拉索相连，使得挂蓝对主梁单元的作用力比较复杂，所以程序计算时，总是带挂蓝
11、单元计算，对挂蓝要作详细的模拟，包括主纵梁、连接杆、中挂点、后锚杆、水平止推等，对应以上实际施工步骤，程序计算中也分如下施工阶段：（1） 、挂蓝单元前移就位（无预抬值，立模标高均为节点 Y 坐标，即其在理想线形上的坐标） ，挂蓝所有自重荷载也相应前移（2） 、调整挂蓝前端标高（即主梁底立模标高）（3） 、安装斜拉索、并在挂蓝上第一次张拉（4） 、挂蓝单元上分布待浇梁段重量的一半（5） 、挂蓝上第二次张拉斜拉索（6） 、挂蓝单元上分布待浇梁段的全部重量，养生待强（7） 、上主梁单元，及其自重，去除挂蓝单元上分布的待浇梁段的全部重量（8） 、拆除连接杆单元、张拉梁内预应力钢束、并第三次张拉斜拉索（
12、9） 、重复 18 步骤与后支点挂蓝施工程序计算带挂蓝单元时一样，必须处理两个问题：（1） 、挂蓝前端节点位移必须累计给主梁单元（2） 、挂蓝前移后其自重产生的位移不应累计给挂蓝单元前端节点因前支点挂蓝本身就带有连接杆单元，挂蓝前端节点位移能累计给主梁单元前端节点，只是连接杆单元应在挂蓝单元前移后下一阶段上，这样挂蓝前移自重位移不会通过连接杆单元累计给主梁单元前端节点。通过以上计算方法及处理后得到成桥位移，把各点位移值反号即为该点实际施工时的预抬值。4 结论以上对后支点挂蓝和前支点挂蓝在程序计算中的处理方法，通过在鄂黄长江公路大桥（既有后支点挂蓝，也有前支点挂蓝）施工控制计算中的应用，证明其方法正确，可靠，精度也满足要求。
