吳先忠

(葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司)

1 前 言

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)俅罂缍瘸o定結(jié)構(gòu)，進(jìn)行施工監(jiān)控，對(duì)線形和應(yīng)力進(jìn)行時(shí)時(shí)測(cè)量，對(duì)于橋梁的正常合龍及成橋后橋梁的正常使用具有重要意義。

2 工程概況

該橋是一座55+2×100+55 m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，主梁采用直腹板的單箱單室箱型截面，三向設(shè)置預(yù)應(yīng)力。箱梁頂寬12 m，底板寬6.5 m，頂板設(shè)2%單向橫坡，箱梁跨中和邊跨現(xiàn)澆段的設(shè)計(jì)梁高均為2.55 m，從中跨跨中至箱梁根部，梁高以1.5 次拋物線變化。箱梁腹板厚度從跨中到箱梁根部由45 cm 漸變到55 cm，在0#塊范圍內(nèi)局部加厚到100 cm。箱梁底板厚度在根部截面處為70 cm，跨中截面處為23 cm，中間以1.5 次拋物線變化，在0#塊范圍內(nèi)局部加厚到100 cm。在澆筑主橋的0#、合龍段和現(xiàn)澆段時(shí)，混凝土中添加聚丙烯晴，含量為1 kg/m3。

3 線形測(cè)點(diǎn)布置與測(cè)量

3.1 測(cè)點(diǎn)布置

懸臂施工的橋梁，梁段高程采用臨時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)高程。臨時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)位于0#塊部位。每個(gè)0#塊上布置2 個(gè)臨時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)，分別位于兩薄壁墩頂?shù)捻敯迳?，并做好明顯標(biāo)記。由于0#塊隨著節(jié)段混凝土澆筑，以及混凝土徐變、收縮的影響，其高程會(huì)不斷下降，因此，每澆筑3－4 個(gè)節(jié)段，必須與永久性高程進(jìn)行一次復(fù)核。各懸澆節(jié)段在其梁中軸線頂面、梁邊緣0.5 m 處共設(shè)置三個(gè)標(biāo)高測(cè)點(diǎn)。這樣不僅可以測(cè)量箱梁的撓度，同時(shí)可以觀察箱梁是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。高程控制點(diǎn)布置在離塊件前端10 cm 處，采用Ф16 鋼筋，垂直方向與頂板的上下層鋼筋點(diǎn)焊牢并要求豎直，如圖1 所示。測(cè)點(diǎn)(鋼筋)露出箱梁混凝土表面3 ～5 cm，測(cè)點(diǎn)磨平并用紅油漆標(biāo)記。

線形測(cè)量受溫度影響很大，因此測(cè)量應(yīng)在凌晨氣溫相對(duì)穩(wěn)定時(shí)段(或其他必要時(shí)段)進(jìn)行，且應(yīng)保證在一定時(shí)限內(nèi)完成，并同步測(cè)量環(huán)境溫度、箱梁控制截面的溫度、應(yīng)力等。

圖1 各懸澆段標(biāo)高測(cè)點(diǎn)布置圖(單位:cm)

4 應(yīng)力測(cè)量

箱梁混凝土澆筑后、預(yù)應(yīng)力張拉后進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試，每施工一個(gè)節(jié)段，便需要進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試，在選定的控制截面中埋設(shè)傳感器，在每個(gè)懸臂施工節(jié)段混凝土澆筑前、澆筑后、預(yù)應(yīng)力張拉后幾個(gè)主要工況進(jìn)行測(cè)量?？刂平孛孢x擇在0#塊與1#塊結(jié)合面附近的0#塊內(nèi)、L/4 截面，如圖2 和圖3 所示。

圖2 傳感器測(cè)點(diǎn)布置圖(單位:cm)

圖3 應(yīng)力及溫度測(cè)點(diǎn)布置圖(單位:cm)

在埋置應(yīng)力傳感器的部位，同時(shí)布置溫度傳感器，以監(jiān)測(cè)應(yīng)力變化，同時(shí)消除溫度對(duì)傳感器的影響。

由于應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置多，采集的數(shù)據(jù)也多，本文僅列出部分?jǐn)嗝娴臏y(cè)試結(jié)果，其應(yīng)力值均為每個(gè)工況預(yù)應(yīng)力張拉后的結(jié)果，見(jiàn)表1。

表1 應(yīng)力測(cè)量結(jié)果表

5 合龍技術(shù)要求

該大橋主橋箱梁合龍段共計(jì)四段，分別為邊跨合龍段(2段)和中跨合龍段(2 段)。合龍段均為2 m 長(zhǎng)的節(jié)段，梁高2.65 m，底板厚28 cm，頂板厚28 cm，腹板厚50 cm，底板寬度為6.8 m，頂板及翼板寬度12.2 m;合尨段每個(gè)混凝土方量為18.396 m3，混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C55。

該橋合龍順序?yàn)橄群淆堖吙?，然后合龍中?待兩個(gè)邊跨合龍段完成并張拉邊跨合龍段預(yù)應(yīng)力鋼筋后，再同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)中跨合龍段施工。

邊跨合龍時(shí)，2#、4#墩兩個(gè)邊跨掛籃停留在11#號(hào)塊，合龍段采用型鋼吊架合龍。計(jì)算合龍配重并加載配重，配重采用水箱，總重為26T。選擇合龍溫度(15° ±5°)，測(cè)定兩端標(biāo)高，符合設(shè)計(jì)要求后(合龍兩端高程誤差不超過(guò)20 mm，即L/5 000)，鎖定內(nèi)剛性支撐及外剛性支撐。澆注合龍段混凝土?xí)r，采用兩側(cè)對(duì)稱分層進(jìn)行。同時(shí)，兩端根據(jù)澆筑速度同步卸除配重荷載。正常養(yǎng)護(hù)混凝土待合龍段混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后，對(duì)稱張拉鋼束。張拉完成后，結(jié)構(gòu)體系由T 構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)門 構(gòu)懸臂端加鉸支的超靜定結(jié)構(gòu)。至此邊跨體系轉(zhuǎn)換即告完成。

中跨合龍時(shí)，根據(jù)2#墩、3#墩、4#墩的施工進(jìn)度，掛籃保持停留在11#塊，合龍段采用和邊跨同樣的型鋼吊架合龍，觀測(cè)墩頂及支座處變形值。(中跨合龍完成，即全橋合龍完成)

該合龍段采用掛籃取代吊架方案，使合龍段兩端作用有不等的外力(掛藍(lán)自重)，以及合龍段濕混凝土重。為確保該大橋合龍段高程差控制在15 mm 以內(nèi)的目標(biāo)，應(yīng)采取多種措施，一方面盡可能把臨時(shí)荷載準(zhǔn)確化，另一方面通過(guò)詳細(xì)的分析、比較，計(jì)算出懸臂端節(jié)段高程。該橋橋面鋪裝層設(shè)計(jì)為8 cm，C40混凝土調(diào)平層和10 cm 瀝青混凝土。根據(jù)全橋裸梁標(biāo)高實(shí)測(cè)值，采用余弦曲線法計(jì)算出實(shí)際鋪裝層厚度。

計(jì)算研究結(jié)果表明:橋面調(diào)平層實(shí)際施工厚度與設(shè)計(jì)厚度差值小，調(diào)平層計(jì)算結(jié)果良好。橋面實(shí)際調(diào)平層平均厚度8.4 cm，與設(shè)計(jì)厚度8 cm 吻合良好，橋面平整度達(dá)到較好的水平，橋面線形平順。

合龍段施工需要注意以下幾點(diǎn):

(1)澆注合龍段混凝土宜選在氣溫變化不大的天氣進(jìn)行，并應(yīng)在當(dāng)天氣溫較低的時(shí)刻，盡量在最短的時(shí)間內(nèi)澆注完成。

(2)合龍段混凝土澆筑和邊跨配重的釋放同步進(jìn)行，配重的釋放要注意均衡對(duì)稱，尤其是基本配重的釋放，澆筑多少混凝土就應(yīng)同步釋放多重的基本配重，卸載配重應(yīng)根據(jù)混凝土澆筑方量確定，保證混凝土澆筑過(guò)程中合龍段位置不產(chǎn)生相對(duì)變形，這一點(diǎn)非常重要。

(3)合龍段勁性骨架的焊接質(zhì)量要嚴(yán)格保證，并且在氣溫變化不大的天氣進(jìn)行，而且應(yīng)在當(dāng)天氣溫較低的時(shí)刻進(jìn)行(具體應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的建議合龍溫度等進(jìn)行綜合考慮)。

(4)合龍段混凝土澆注后，待混凝土到達(dá)強(qiáng)度，及時(shí)按設(shè)計(jì)分批張拉預(yù)應(yīng)力束，及時(shí)拆除臨時(shí)鎖定。在合龍段混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前，不能增加或減小荷載。

6 結(jié) 語(yǔ)

(1)該橋?qū)崪y(cè)應(yīng)力值扣除收縮徐變的影響，應(yīng)力值與理論值基本一致，最大壓應(yīng)力小于10 MPa，實(shí)測(cè)值小于C55混凝土設(shè)計(jì)抗壓值，處在規(guī)范限值范圍內(nèi)。

(2)通過(guò)施工監(jiān)控、監(jiān)測(cè)，主梁線形良好，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，橋面標(biāo)高偏差均在0 ～2 cm 范圍內(nèi)。橋面縱、橫、側(cè)線形均流暢平順。

(3)合龍段合龍誤差都在15 mm 以內(nèi)，大橋合龍后，橋面線形順暢，符合規(guī)范要求。

(4)橋面現(xiàn)澆層平均厚度為8.4 cm，與理論設(shè)計(jì)值8 cm非常接近，幾乎不增加橋面額外重量。

通過(guò)施工監(jiān)控、監(jiān)測(cè)，主梁線形良好，該工程竣工后使用性能達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，橋面標(biāo)高偏差均在0 ～2 cm 范圍內(nèi)。橋面縱、橫、側(cè)線形均流暢平順。

［1］ 顧安邦.橋梁工程(下冊(cè))［M］.人民交通出版社，1999.

［2］ 向中富. 橋梁施工控制技術(shù)［M］. 北京:人民交通出版社，2001.

［3］ 馬保林. 高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋［M］. 北京:人民交通出版社，2001.

［4］ 夏培華，杜松.單樁獨(dú)柱墩多跨連續(xù)剛構(gòu)橋合龍方案與水平頂推力研究［J］.2011，(1):48－51.