趙洪平

（常州市市政工程管理處，江蘇常州213002）

1 工程概況

某高速鐵路特大橋為雙線無砟軌道預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，跨徑布置為(40+64+40)m、(40+56+40)m、(40+72+40)m。主梁頂寬12m，底寬6.7m。全聯(lián)在端支點、中跨中及中支點處共設(shè)5道橫隔板。主梁兩個邊跨直線段采用滿堂支架施工，其余梁段采用掛籃對稱懸臂施工。橋梁示意與應(yīng)力測試斷面見圖1所示（圖中截面1～7為應(yīng)力測試斷面）。

2 線形監(jiān)控方法

2.1 線形監(jiān)控工作內(nèi)容

該橋系按懸臂澆筑法施工，在梁段不斷外伸的施工過程中，實時監(jiān)測數(shù)據(jù)得到不斷累積，并及時反饋修正后續(xù)梁段的立模標(biāo)高及其它施控計算參數(shù)，形成一個自適應(yīng)的閉環(huán)控制過程。然而，與斜拉橋不同，該橋的主梁線形后期調(diào)控手段有限。因此，在施工實時計算中，要根據(jù)既有經(jīng)驗通過調(diào)查和反饋分析盡可能準(zhǔn)確地取定各項計算參數(shù)，以求得符合實際的撓度預(yù)測值和立模標(biāo)高。同時在梁段懸臂施工的每一階段，必須嚴(yán)格測定立模標(biāo)高，監(jiān)控掛籃變形，杜絕標(biāo)高誤差出現(xiàn)累積。一旦出現(xiàn)實際標(biāo)高偏離預(yù)測值，則需要結(jié)合精度要求，及時做出分析判斷，并采取調(diào)整下一梁段立模標(biāo)高的措施來消除誤差。當(dāng)誤差較大時，調(diào)整應(yīng)在后續(xù)多個梁段內(nèi)逐步完成，以避免梁體線形出現(xiàn)明顯的波形轉(zhuǎn)折。施工監(jiān)控主要內(nèi)容包括控制前期分析、實際參數(shù)的現(xiàn)場測試、實時監(jiān)測、實時控制分析。

2.2 監(jiān)測方法與測點布置

施工監(jiān)測是在施工現(xiàn)場通過對梁體結(jié)構(gòu)的線形及位移（或變形）監(jiān)測來得到連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)實際的線形和誤差狀態(tài)，通過誤差分析與參數(shù)識別對后續(xù)施工進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

現(xiàn)場控制網(wǎng)是在現(xiàn)有控制點的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際需要在適當(dāng)位置加設(shè)控制點方法建立，每座連續(xù)梁須保證2個以上通視的基準(zhǔn)點。掛籃變形監(jiān)測點采用焊接棱鏡底座布設(shè)，布設(shè)位置為掛籃上主梁和底籃待澆筑梁段前端截面附近，特殊情況下為便于通視可適當(dāng)調(diào)整。邊跨現(xiàn)澆直線段支架預(yù)壓監(jiān)測點主要布設(shè)在底模、腹板和兩側(cè)頂板上。梁體線形監(jiān)測點采用道釘直入的方式布設(shè)，布設(shè)位置為距梁段前端約50 cm處（參見圖2）。

3 梁體線形控制

3.1 立模標(biāo)高設(shè)置

在連續(xù)梁橋的懸臂澆筑過程中，梁段立模標(biāo)高的合理確定，是關(guān)系主梁線形是否平順、是否符合設(shè)計的關(guān)鍵。若確定立模標(biāo)高時考慮的因素較符合實際，而且加以正確的控制，則最終橋面線形較為良好。若考慮的因素與實際情況不符，控制不力，則最終橋面線形會與設(shè)計線形有較大的偏差。為使線形控制的理論值能有效地指導(dǎo)施工，必須按既定施工工序，考慮各主要影響因素，綜合參數(shù)識別修正法、預(yù)測控制法和最大寬容度法合理設(shè)置各節(jié)段立模標(biāo)高，公式如下：

式中：Hlmi為i節(jié)段立模標(biāo)高；Hsji為i節(jié)段設(shè)計標(biāo)高；∑f1i為各梁段自重在i節(jié)段產(chǎn)生的撓度和；∑f2i為由張拉各節(jié)段預(yù)應(yīng)力在i節(jié)段產(chǎn)生的撓度和；f3i為混凝土收縮、徐變在i節(jié)段引起的撓度；f4i為施工臨時荷載在i節(jié)段引起的撓度；f5i為使用荷載在i節(jié)段引起的撓度；fgl為掛籃變形值；ft為溫度修正值。

3.2 梁體線形控制與成果

連續(xù)梁橋施工屬于不可控施工階段。對于不可控階段施工，施工前的預(yù)告尤為重要。即根據(jù)現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)，通過參數(shù)識別修正和誤差反饋分析，由前進(jìn)分析預(yù)測得出今后施工可能出現(xiàn)的狀態(tài)，并預(yù)告下一階段當(dāng)前已安裝好的構(gòu)件或即將安裝的構(gòu)件的變形和內(nèi)力，以確定是否需要在當(dāng)前施工階段對可調(diào)變量進(jìn)行調(diào)整。按照上述方法對各連續(xù)梁橋進(jìn)行了實時控制并取得了較好的效果：（1）合攏時合攏口處的懸臂端部基本位于同一水平線上，合攏精度基本在5mm以內(nèi)；（2）施工完成后梁體實際線形與理論線形基本吻合，相對差基本在1 cm以內(nèi)。各連續(xù)梁橋線形控制成果參見圖3。

4 對影響結(jié)構(gòu)線形因素的討論和處理

引起梁體線形偏差的因素包括：（1）混凝土容重、彈性模量、拉壓強(qiáng)度和收縮徐變；（2）施工荷載、臨時荷載；（3）路基和基礎(chǔ)沉降、掛籃變形；（4）提漿抹面臺車走行軌道與抹面系統(tǒng)底面平順性；（5）溫度；（6）節(jié)段自重、預(yù)應(yīng)力誤差。其中，因素（1）、（2）一般可通過現(xiàn)場試驗直接獲得；因素（4）可通過嚴(yán)格的操作及管養(yǎng)流程控制；因素（3）、（5）需通過現(xiàn)場觀測試驗修正；因素（6）中節(jié)段自重需通過施工過程中的參數(shù)識別獲取修正，預(yù)應(yīng)力誤差較難把握[1-3]。

4.1 參數(shù)敏感性分析

以施工階段全過程模擬的連續(xù)梁最大累計位移為控制目標(biāo)，將單個參數(shù)變化幅度控制在-50%～50%，對各影響因素進(jìn)行參數(shù)敏感性分析（溫度影響通過溫度觀測試驗得出），結(jié)果如圖4所示。由圖4可知：預(yù)應(yīng)力、截面慣矩、彈性模量影響最大，混凝土容重、徐變系數(shù)次之，截面面積、收縮系數(shù)影響最小。但對梁體線形的影響除考查參數(shù)變化對控制目標(biāo)的影響程度，還需結(jié)合實際施工時各參數(shù)的穩(wěn)定性確定。

4.2 溫度影響及其對策

連續(xù)梁在懸臂施工狀態(tài)下，受日照溫差影響，截面各部位溫度變化劇烈，形成較大的溫度梯度，致使結(jié)構(gòu)變形。白天箱梁頂板混凝土膨脹而底板混凝土收縮，梁體下?lián)?；夜晚箱室?nèi)部溫度相對較高，梁體上拱?，F(xiàn)場選取若干關(guān)鍵施工階段進(jìn)行溫度觀測試驗，觀測時無施工作業(yè)，同時記錄時間、空氣溫度、混凝土表面溫度和箱內(nèi)溫度，每個施工階段觀測時段24 h，每1 h觀測一次。

圖5為溫度觀測試驗得出的溫度對梁體線形的影響規(guī)律，可見：（1）日照溫差對梁體線形影響明顯，且懸臂施工狀態(tài)較合攏后更顯著；（2）溫差越大，懸臂長度越長，對梁體標(biāo)高的影響越大；（3）采用固定時間觀測法和相對立模能很好地消除溫度對梁體線形的影響。

5 結(jié)論

（1）概況總結(jié)了梁體線形控制的方法與調(diào)整措施，施工完成后各連續(xù)梁梁體線形理論與實測結(jié)果吻合，相對差基本在1 cm以內(nèi)。

（2）靈敏度分析結(jié)果表明：預(yù)應(yīng)力偏差、節(jié)段自重、截面剛度、溫度及徐變是影響線形控制的關(guān)鍵因素。

（3）溫差越大，懸臂長度越長，對梁體標(biāo)高的影響越大；溫度對梁體標(biāo)高的影響具有滯后性，但采用固定時間觀測法和相對立模能很好的消除溫度對施工控制的影響。

[1]劉名君,曾永平,戴勝勇.等.客運(yùn)專線無砟軌道懸臂澆筑連續(xù)梁線形控制探討[A].2008中國高速鐵路橋梁技術(shù)國際交流會論文集[C].北京：中國鐵道出版社,2008.373-377.

[2]張文建,鄭景文.京津城際鐵路大跨度連續(xù)梁徐變及線形監(jiān)控[A].2008中國高速鐵路橋梁技術(shù)國際交流會論文集 [C].北京：中國鐵道出版社,2008.390-399.

[3]蔡欽好.350km/h客運(yùn)專線橋梁工程技術(shù)難點及施工對策[A].2007京津城際客運(yùn)專線施工技術(shù)交流會論文集[C].北京：中國鐵道出版社,2007.114-124.