陈建新
上海城工建设工程有限公司 上海 201799
摘要：现阶段，悬臂现浇连续梁支座施工在多个领域有着广泛地应用，提升市政工程、铁路等的使用效果。本文对支座预偏量的概念和计算方法进行介绍，以实际的案例为基础对悬臂现浇连续梁支座施工进行分析，明确悬臂现浇连续梁支座施工的要点，即完善准备工作、垫石高度和锚栓孔、吊装支座、支座预偏量调整、灌浆、拆除支座上的螺栓。总结计算支座预偏量值和安装支座是的注意事项。
关键词：悬臂现浇；支座施工；预偏量
引言：随着时代的发展，建筑技术和施工水平获得明显的提升，连续桥梁的跨度越来越大，施工的周期和难度有着明显的提高。而梁体在混凝土收缩徐变以及合拢温度的影响下，会出现纵向位移的情况，为了保证桥梁处于稳定的状态，应该在桥梁的支座理论中心线和支座板上设置一定的预偏量，增强桥梁的耐用性。所以，施工人员要对支座的预偏值进行科学控制。
一、支座预偏量概要
（一）概念
支座预偏量主要指在桥梁竣工后到正式运营的这段时间内，混凝土中水分逐渐蒸发，整个结构开始收缩，通过徐变反应开始变得稳定。这时桥梁支座的上部的支座板与支座的理论中心出现偏移的情况，向纵向进行位移。产生这个情况的主要原因为合拢的化学反应以及混凝土的收缩、徐变。施工人员设置支座预偏量的主要目的为，减小合拢桥梁出现的纵向的位移，把支座的偏心受力控制在合理的范围内。在设置支座的预偏量的时候，不需要从支座整体的角度进行分析，要计算支座上板预偏方向出现的位移[1]。
（二）计算方法
把因为混凝土收缩、徐变和桥梁自身弹性压缩产生的位移设置为△1，因为桥梁体系结构、合拢温差造成的位移设置为△2，这样支座产生的位移就是△1+△2。值得注意的是，设置支座预偏量的目的是应对桥梁支座偏移的情况，与各个桥墩支座产生的纵向位移进行抵消，因此支座预偏量应与支座的设计纵向偏移量是反向的关系，那么预先设计的偏移量是△=-（△1+△2）。在公式中△1可以通过建立结构设计模型来获取，△2=α·△t·L，其中α代表的是桥梁混凝土的膨胀系数，对《混凝土结构设计规范》中的相关要求进行分析，如果温度的最低值高于0℃，最高温度低于100℃时，α的计算公式为α=1.0×10-5/℃；其中△t代表的是温度的差值。通常情况下，在计算合拢温度的时候要选择桥梁最低区域和最高区域的一段时间内温度平均值的平均值。施工人员要树立以实际为出发点的原则，结合桥梁施工的一般情况，制定切实可行的操作安排，确定合拢的具体时间，明确具体的温度，计算预计温度和计划温度的差值，两者的差就是△t；其中L主要代表的是桥梁固结位置与需要计算位置之间的长度[2]。
二、悬臂现浇连续梁支座施工案例剖析
某大桥主要采用70+130+70米连续梁，桥梁的0＃桥台与3＃交界墩主要采用单向的盆式支座模，纵向的位移距离为－10cm～20cm，横向的位移需要控制在－0.3cm～0.3cm之间。利用有限元件软件对桥梁的情况进行全面分析，对桥梁的结构和施工情况进行全面模拟，明确支座预偏量的计算情况。
（一）收缩徐变效应
第一，0＃桥台支座。经过动态化的结构模型模拟可知，大桥10年的收缩徐变的产生的位移是3.3cm、二期恒载作用造成的位移是0.2cm、预应力张拉造成的位移距离是0.5cm，通过计算就能获得△1为3.3+0.2+0.5=4.0cm。第二，3＃交界墩支座。借助动态化结构模型进行计算可知，大桥10年的收缩徐变的产生的位移是1.6cm、二期恒载作用造成的位移是0.17cm、预应力张拉造成的位移距离是0.14cm，通过计算就能获得△1为1.6+0.17+0.14=1.91cm。上面的0＃桥台支座和3＃交界墩支座的数据都是通过动态化模型获取的。在分析10年的桥梁变化时，综合探究环境的变化影响，没有对特殊的自然情况进行分析。
（二）温度效应
对桥梁的施工计划进行剖析，根据以往的施工进度、本次桥梁项目的工期要求、物资资源的情况等，大桥实施跨合拢的时间应该在7月下旬左右。这时正处于盛夏时期，外部的环境温度较高，即使是在傍晚的时候地表的平均温度也在23℃左右，但是合拢的温度需要控制在18℃左右，不能超过20℃，因此施工人员要对温差的问题进行科学地探究。把各个要素带入到△2=α·△t·L的公式中，其中α代表的是膨胀的系数、△t是温度差值、L是需要测定的支座预偏值位置与固结点之间的桥梁距离。0＃桥台支座与固结点之间的长度为200cm、3＃交界墩支座与固结点之间的长度为70m。那么0＃桥台支座的△2=1.0×10-5×3×200=0.6cm、3＃交界墩支座的△2=1.0×10-5×3×70=0.21cm。
（三）预偏量计算
某大桥支座的预偏量的计算结果为：0＃桥台支座的△=△1+△2=4.0+0.6=4.6cm、3＃交界墩支座的△=△1+△2=1.91cm+0.21cm=2.11cm。值得注意的是，在判定支座方向的时候一般采用从中跨到边跨的模式，需要与跨中保持一定的距离。施工人员在设置预偏值的时候，不能让整个支座出现偏移，应该让上板朝着偏移的方向进行移动，从而明确具体的距离值。在外面施工时容易受到环境和气候的影响，要对施工进度和温差变化情况进行把控，具体的支座预偏值需要结合实际情况进行调整。悬臂现浇连续梁支座预偏值控制工作具有重要的作用，在计算时要对各项因素进行充分地考量，避免对整个桥梁和支座造成影响[3]。
三、悬臂现浇连续梁支座施工
在安装连续梁支座前应该对相对位置进行分析，需要把固定墩的支架设置在直线地段下方的左面，曲线就设置在曲线的一侧。其他支座，比如纵横活动支座、多向活动支座等的安装位置需要参考施工设计图纸。
（一）施工前准备工作
在安装支架前要进行全面的准备工作，打造适宜的施工环境，为之后的操作奠定坚实的基础。第一，测量放线。这项操作能直接影响整个工程的质量和精准性，所以需要专业的测量工程师进行负责。他们根据设计图纸上的要求把支座的定位十字线放置在支承垫石上，并且进行反复多次操作确认数值的精准性。
第二，对施工现场进行布置。使用基坑的开挖土把墩柱两边的坑坑洼洼的区域填平、保证整体的紧实性。在使用铲车把表面整平，搭建临时施工的场地。在施工现场还需要配置一辆平板拖车、一辆40t的吊车。在正式施工前要检验它们的使用性能，避免影响安装施工的顺利推进。第三，进行支座运输工作。利用平板拖车把桥梁支座运输到施工的现场，要在支座的上下的中心位置标记十字中心线，然后使用吊车把支座垂直吊起，并把它们放在支承垫石上。第四，安全培训。为施工人员和现场管理人员提供系统的指导，提高他们对支座预偏差的认识，把数值设置在科学的范围内，保障支座安全的质量。
（二）垫石高度和锚栓孔
在对支座垫石进行混凝土浇筑的时候，应该根据实际的情况进行垫石安装工作，这样能为后期的养护和更换工作提供便利的，垫石顶面的高度差值不能高于0.2cm。支承垫石的表面可以设置凿毛支座，及时清除预留栓孔洞中的杂物，并配置灌浆的模板，用水进行喷洒保障其表面处于湿润的状态。使用螺栓紧固和预埋套筒的模式进行连接，墩台的顶部需要设置栓孔的位置，具体的位置为：锚栓孔的直径应该在8cm左右，深度在5cm。
（三）吊装支座
在现场操作的时候要应用大吨的设备进行起吊工作，这样能保证支座可以平稳地被放入到支承垫石。在正式安装支座前，施工人员要对支座的连接情况进行反复的查验，但是不能随意触碰连接的螺栓。当支座到达既定的位置后，应该把下座板固定螺栓的套筒放在固定的位置。在安装支座的过程中，要保证下座的十字中心线与垫石的十字中心线进行有效地对应，使用钢楔把它们的四个角楔入支座，并且把支座的高度调整到设计的位置。支座和支承垫石之间应该存在2.5cm的距离，这个区域应安装灌注模板。要对支座的中心位置进行探究并明确标高的情况，要使用不存在收缩的材料进行灌浆工作。具体的性能要求为：灌浆8h后，抗压强度要大于20MPa，泌水性处于流动的状态，不泌水要大于等于22cm；灌浆12h后，抗压强度要大于25MPa，泌水性处于规定的温度范围内，不泌水温度范围是5℃-35℃；灌浆24h后，抗压强度要大于40MPa，具体的凝固时间为初凝的时间应该大于30min，终凝的时间应该小于3h；灌浆28d后，抗压强度要大于50MPa，混凝土的收缩率要低于2%、灌浆56d后，抗压强度不降低，混凝土的膨胀率要大于等于0.1%。
（四）灌浆
在安装支座的过程中主要应用的就是重力灌浆的模式。在实施灌浆操作的过程中应该从支座的一侧开始逐渐向另外三侧灌入。在灌注时要注意支座底部、周边与钢模之间的距离，要保障灌浆全部灌满为止。在操作时应该适当提高操作的速度，可以使用较细的钢丝插入灌浆的一侧，并进行有规律的搅拌，这样能提升灌浆的紧实度，保障支座的紧密性。灌浆前要进行充分的计算工作，确定灌浆需要的体积，要科学控制实际的泥浆量和计划泥浆量之间的偏差，在灌注的时候应该一气呵成，避免出现停顿或者终止的情况。当灌注的泥浆终凝后，要去除四周的楔块和钢板，仔细检查是否存在漏浆的情况，如果漏浆的区域较小可以进行适当的补浆，并用砂浆填补空隙。同时，要保证下部的螺栓处于紧实的状态，当对梁体实施完灌注操作后，应该立即为支座搭建围板，保证灌浆的质量。
（五）支座预偏量调整
在安装的过程中因为桥梁悬臂的数量较多，如果逐一设置预偏值会加大施工人员的工作量，提高他们工作的难度。所以可以与生产厂家进行商定，在组装的时候就按照预设的预偏值进行组装工作，这样在施工现场就能立即进行操作。在组装钢球型的支座时，要进行仔细地调整，确保支座的上、中、下中心线都在同一水平位置，使用支座栓把它们连接成一个整体。如果支座的数量较少，可以在墩顶施工的时候在对预偏值进行调整。在现场调整的过程中，要等到支座安装完成后在进行。在调整的时候，多向支座要在墩的顶部设置横向和纵向的限位槽，横向的是避免支座向横向进行移动，而纵向的把上板进行顶推，确保移动量符合预偏值。纵向的支座不需要配置钢槽、横向和固定的活动支座不需要进行调整。可以使用液压千斤顶进行调整工作，当把预偏值设置在适宜的位置后，需要使用螺栓进行连接，应用钢筋进行焊接，这样能加强上下座板连接的紧密性，避免出现松动的情况。在使用螺栓前要检查座板的平整度，这样能防止倾斜的情况。
（六）拆除支座上的螺栓
在连续梁实施跨梁合拢前，应该使用临时支撑对梁体进行支撑，当正式合拢之后，需要及时地去除用于支撑的支架、锚固以及上座用于临时固定工作的螺栓，确保其能承受桥梁整体的重量。随后再进行中跨施工操作，对纵向的预应力进行张拉操作，完善受力体系的转换模式[4]。
四、计算支座预偏量值和安装支座是的注意事项
第一，钢筋和混凝土的线性膨胀曲线的走势情况较为相近，在实施计算工作的时候，如果当时的混凝温度变化较大，或者混凝土结构存在一定问题，这时就可以使用钢筋的α进行计算。第二，在探究△t的时候，需要分开考虑一侧的活动支座以及另外一侧的固定支座的跨合拢段。两者之间存在着较大的时间差距。第三，在△2=α·△t·L公式中，△t主要指在实施边跨合拢的时候当月的平均温度和当地一年的平均温度，在计算差值的过程中，应该在公式中加入正号或者负号，保障计算的精准性。第四，因为桥梁支座施工的实际时间和计划的施工时间存在一定的差距，经常会受到一些不确定因素的干扰。如果计算的偏移差值不大于2cm，并且在支座的自由活动的范围内，那么就可以不进行调整工作。但是，如果超过活动的规定范围，那就需要在正式合拢浇筑前构建钢支架或把预应力束调整到适宜的位置，这样才能进行接下来的浇筑工作[5]。第五，在施工现场调整支座的时候，要对盖板的平整度进行把控，确保其处于平衡状态后才能进行固定工作，平整度的误差值要低于2mm。第六，在安装支座的时候要对精准度进行重点把控，保证位置的正确性。第七，在安装横向支座和固定支座的时候不需要设置预偏向量，而纵向支座以及多向的活动支座需要设置预偏向量。在设置的过程中要明确支座的自由活动的距离，保证设置的精准性。
结论：综上所述，在施工的过程中要对悬臂现浇连续梁支座的预偏量计算工作进行重点地把控，保障支座安全的质量。各个施工单位正式施工前要进行完备的技术交底工作，确保施工人员能有效地进行计算，明确支座预偏量的调整方法和施工方法。这样就能提高悬臂现浇连续梁支座的质量，切实保障人们的生命财产安全。
参考文献：
[1]胡杰，武登磊.不平衡荷载下连续梁墩顶临时固结的三维非线性分析[J].北方交通，2020(12):5-8.
[2]杨磊.濮阳特大铁路连续梁桥悬臂浇筑施工技术及应用[J].广东水利电力职业技术学院学报，2020,18(04):29-32.
[3]蔺国军，童景盛.预应力混凝土连续梁桥考虑徐变时的支座沉降次内力分析[J].城市道桥与防洪，2020(10):163-165+170+22.
[4]王雪乾.基于托架法的连续梁边跨现浇施工技术在高墩桥梁工程中的应用[J].浙江水利水电学院学报，2020,32(04):45-48.
[5]李映晖.铁路大跨度连续梁结构施工工艺及质量控制要点探究[J].城市住宅，2020,27(08):206-207.