主橋為48+7×80+48m預應力混凝土變截面連續梁。箱梁端支座處及邊跨直線段和跨中處梁高為3.8m，中支點處梁高6.6m，箱梁橫截面為單箱單室直腹板，頂板厚0.35m，腹板厚分別為：0.45m、0.65m、0.85m，底板厚由跨中的0.42m變化至中支點梁根部的0.758m。中支點處加厚到1.3m(圖1)。梁高按圓曲線變化，圓曲線半徑R=252.516m(圖2)。施工流程是:移掛籃→立模→扎鋼筋→澆筑混凝土→張拉各種預應力束→移掛籃，循環以上步驟，直至合龍。合龍順序是先兩兩合攏形成∏型結構，再由中間向兩邊依次合攏，最后合攏邊跨。

　　1　預拱度、立模標高等基本概念

　　預拱度值是在懸臂澆筑梁段預設的、用于抵消施工過程中梁體撓度的預設值，是橋梁線形控制過程中的主要依據，其中主要包括混凝土澆筑、預應力筋的張拉所產生的撓度，二期恒載撓度，還要考慮預應力損失、收縮徐變和溫度的影響。立模標高是考慮了以上各項撓度值和影響因素后，對設計標高進行修正作為施工放樣的標高[1]~[2]。其中預拱度設置的正確與否，將直接影響到最終橋梁線形是否能夠達到理想設計線形。

　　在實際應用中，當前第i段待澆筑主梁的立模標高應當按照下式計算[3]：H(i)=H(O)+f(i)+f(g)+f(t) (1)

 

　　式中 H(i) ——第i段待澆主梁的底模板前端的立模標高

　　H(O)——第i段待澆主梁的底模板前端的成橋設計標高

　　f(i)——本階段及后續所有施工階段對第i梁段前端產生的撓度累計值，即施工預拱度

　　f(g)——由于掛籃變形產生的底模板前端的撓度值

　　f(t)——成橋t年后由收縮徐變和車輛運營所產生的撓度，即運營預拱度。

　　按照此方法確定立模標高時，注意比較前一梁段預應力張拉之后的變形與設計值是否相符。如果差別小，即可按此方法確定立模標高，若差別較大時，適當的調整立模標高，防止橋梁線形突變。

　　2　施工過程結構分析

　　2.1　結構分析單元劃分

　　結構分析單元基本上是按照懸臂施工梁段的分段方式進行劃分的,同時盡量在截面變化處增設節點以提高計算精度。本橋共劃分為267個節點，266個單元,編號從左到右依次增加。

　　2.2　施工階段劃分

　　按照預應力多跨連續梁橋懸臂施工的特點,在結構計算時,將全部施工過程劃分為61個階段，其中1~2為墩頂0號塊施工階段，3~35為懸臂澆筑階段，36~61為合龍段施工、體系轉換、二期恒載及1500天收縮徐變作用階段。以第1號塊的懸臂澆筑為例，為了真實地反映其懸臂施工和考慮時間對變形的影響，將施工劃分為：①掛籃移動就位;②澆筑1號塊混凝土及養護6天，在總體結構計算中加入1號塊,計算其重量對已完成結構產生的變形和內力;③張拉該階段預應力束。通過盡可能多地劃分施工階段，可以更加真實地模擬施工過程。

　　2.3　基本參數和荷載取值

　　在橋梁結構施工過程分析中,基本參數取值的真實程度是計算結果是否可靠的關鍵因素。這些基本參數的取值基本是按照《橋涵設計規范》和相關的設計手冊中的推薦值選用的[4]。如果施工過程中發現這些參數與施工監測結果有較大出入,應調整后重新計算，以確定是否需要對全橋預拋高的設置作相應調整。以下是在結構計算中用到的基本參數和荷載取值。

　　(1)梁部混凝土采用C55，彈性模量：3.5×104MPa。

　　(2)預應力鋼絞線彈性模量：1.95×105MPa。松弛系數0.04。管道摩擦系數u取0.23，局部偏差系數k取0.0025。錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值(一端)取6mm。

　　(3)懸臂節段加載齡期為6d。根據老化理論計算混凝土的收縮徐變，各系數取值為：徐變系數終極極值：2，徐變增長速率：0.0055，收縮速度系數：0.00625，收縮終極系數：0.00016，環境濕度取70%。

　　(4)梁段的自重按均布荷載計算，注意應計入齒板的重量。掛籃重量按集中荷載計入，工作狀態的前支點力80t (方向↓)，作用點在懸臂端向內0.5m，后支點錨固力20t (方向↑)，作用點在前支點后面4.5m。二期恒載按線性均布荷載形式布置，包括鋼軌、枕木、道碴、防水層、保護層、人行道遮板、欄桿等附屬工程。

　　3　計算結果

　　五一大橋施工過程結構計算采用的是橋梁博士軟件，該軟件能進行各種結構體系的恒載與活載的線性與非線性結構響應計算，能夠實現復雜的截面施工操作，能夠有效地模擬施工中使用的臨時支架和掛籃設備。經計算，本橋結構變形的基本規律是：

　　(1)箱梁的撓度在懸臂施工階段的值較小，11號塊最大懸臂狀態時累計撓度是0.8cm，撓度主要發生在澆筑合攏段、體系轉換和張拉合攏束的施工階段。

　　(2)在第一階段合攏，即兩個T構合攏形成∏型結構的過程中產生較大變形，在澆筑合攏段混凝土后拆除臨時支撐，使跨中梁段下撓，而自由懸臂端上拱，隨后，在張拉合攏段的預應力束時產生的變形最大，使跨中梁段上拱，而自由懸臂端下撓。現以5號墩和6號墩合攏形成∏型結構的過程為例，將澆筑合攏段混凝土、拆除臨時支撐和張拉合攏束三個階段的變形列出。

　　(3)二期恒載加載時,此時主梁已成連續梁體系，故產生的撓度較小。

　　4　預拱度值的確定

　　預拱度即為施工預拱度f(i)和運營預拱度f(t)之和，現取5號墩和6號墩(即第二跨)的計算結果進行研究。程序計算出來的預拱度值一般不能直接應用于施工現場，尚應根據橋梁施工和設計線形的特點作適當處理。

　　(1)施工預拱度按照懸臂階段和體系轉換階段分別考慮，結合國內一些橋梁的施工設計經驗，懸臂階段梁體因節段混凝土自重、懸臂束張拉、移動或拆除掛籃所產生的撓度與設計計算值接近，而合龍張拉產生的彈性拱度實測值較設計計算值偏小。程序直接計算值和考慮了折減之后的推薦值的比較情況可見圖5

　　(2)對于邊跨段，計算預拋高為負值,即向下設反拱。對此種情況,一般處理方法是不設預拱度。

　　這樣，綜合考慮了以上各項因素，現場施工放樣用的立模標高就可以按照公式(1)關于預拱度、掛籃變形值、立模標高的關系進行計算。

　　5　結論

　　(1)五一橋箱梁的撓度在懸臂施工階段的數值較小，撓度主要發生在合攏和體系轉換施工階段。懸臂施工一旦完成，在合攏和體系轉換階段再要對產生的線形偏差進行調整將變得較困難。這樣，使成橋線形控制的重點放在施工前預拱度的計算工作上。

　　(2)施工過程結構分析時,施工階段應盡量詳細劃分，真正實現對施工全過程的數值模擬。如掛籃移動、梁體自身參與變形、合龍時臨時配重的增減、臨時固結的解除、現澆段單向受壓支架的增加和拆除等，甚至施工中可以預見的停工，都應如實在各個施工過程中體現。

　　(3)由計算機程序計算的結果仍需經過整理，并根據工程實踐經驗對計算結果做出判斷，提出適合于該橋的預拋高值,進而確定指導現場施工放樣的梁段的立模標高。

　　參考文獻

　　[1] 向中富.橋梁施工控制技術[M].北京:人民交通出版社,2001:88-103.

　　[2] 王武勤.大跨度橋梁施工技術[M].北京:人民交通出版社,2007:222-254.

　　[3] 李國平.預應力混凝土結構設計原理[M].北京:人民交通出版社,2000.38-40.

　　[4] 劉效堯,等.公路橋涵設計手冊(梁橋)下冊[M].北京:人民交通出版社,2000.