李本魯,呂英豪,崔 成
(山東臨沂水利工程總公司,山東 臨沂 276000)
老王莊公路橋?yàn)槟纤闭{(diào)東線一期工程跨河大橋,是梁(山)肥(城)省級(jí)公路重要橋梁。老王莊公路橋主橋?yàn)?6 m+80 m+46 m單箱單室變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,0#梁段采用支架現(xiàn)澆,其余梁段采用掛籃懸臂現(xiàn)澆施工工藝。
老王莊公路橋橋面雙向橫坡1.5%由頂板高傾斜形成,箱梁底橫向保持水平。箱梁頂板寬13 m,底板寬7.4 m,翼緣板懸臂長(zhǎng)2.8 m,懸臂板根部厚55 cm,端部22 cm,箱梁內(nèi)頂板厚28 cm,底板厚30~70 cm,腹板厚50~70 cm。主橋箱梁采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系,腹板設(shè)下彎預(yù)應(yīng)力鋼束。最大梁高為0#段4.7 m,最小梁高為合龍段2.0 m,箱梁自根部至跨中梁高、底板厚按二次拋物線變化,箱梁頂面為半徑3 000 m的豎曲線。
橋梁結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生變形(撓曲),并且結(jié)構(gòu)的變形受諸多因素的影響,極易使橋梁結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的實(shí)際位置(立面標(biāo)高,平面位置)狀態(tài)偏離預(yù)期狀態(tài),使橋梁難以順利合龍,或成橋線形形狀與設(shè)計(jì)要求不符,所以必須對(duì)橋梁實(shí)施變形控制,使其結(jié)構(gòu)在施工中的實(shí)際位置狀態(tài)與預(yù)期狀態(tài)之間的誤差在容許范圍內(nèi)和成橋線形狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。
測(cè)量網(wǎng)(平面位置和立面標(biāo)高)的控制是建筑施工的基礎(chǔ),施工前應(yīng)對(duì)勘測(cè)設(shè)計(jì)單位的控制性樁點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè),根據(jù)施工需要適當(dāng)加密、優(yōu)化,建立施工測(cè)量控制網(wǎng)。對(duì)測(cè)量控制點(diǎn),應(yīng)編號(hào)繪于施工總平面圖上,并進(jìn)行技術(shù)交底,采取有效措施妥善保護(hù)。施工中應(yīng)對(duì)控制網(wǎng)(點(diǎn))進(jìn)行不定期檢測(cè)和定期復(fù)測(cè),定期復(fù)測(cè)周期不應(yīng)超過(guò)6個(gè)月。當(dāng)邊跨、中跨合龍前后,實(shí)測(cè)標(biāo)高有明顯異常時(shí),每懸臂施工4個(gè)梁段后,監(jiān)控單位認(rèn)為有必要進(jìn)行復(fù)測(cè)時(shí)必須進(jìn)行復(fù)測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制點(diǎn)的穩(wěn)定性有問(wèn)題時(shí),應(yīng)立即進(jìn)行局部或全面復(fù)測(cè)。
基礎(chǔ)沉降控制是測(cè)量各施工工況中基礎(chǔ)的累計(jì)沉降和不均勻沉降值,主要起到主橋與引橋部位及主橋墩之間的高程銜接調(diào)整。沉降控制包括承臺(tái)基礎(chǔ)控制和0#段箱梁支架基礎(chǔ)控制。承臺(tái)是連接樁基與墩身的基礎(chǔ)部位,0#段是箱梁掛籃施工的基礎(chǔ),0#段支架及基礎(chǔ)和墩身、承臺(tái)共同承擔(dān)著箱梁掛籃施工的全部荷載,貫穿著施工全過(guò)程。沉降量的大小是變形控制的基礎(chǔ),應(yīng)高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求控制開(kāi)挖高程及回填壓實(shí)土,做到降水有方、排水有路、開(kāi)挖不超,按照設(shè)計(jì)圖紙15 cm的高度伸入承臺(tái)的要求控制樁頭破除高程?;靥钔翍?yīng)嚴(yán)格控制土料質(zhì)量、含水量、壓實(shí)度,逐層回填夯實(shí),滿足土方填筑要求,降低不均勻沉降隱患,降低基礎(chǔ)沉降控制誤差。
承臺(tái)測(cè)點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量方法:每個(gè)承臺(tái)4個(gè)角點(diǎn)距混凝土邊緣10 cm設(shè)置觀測(cè)點(diǎn),用Φ20 mm鋼筋伸入承臺(tái)內(nèi)1.0 m,鋼筋頭露出承臺(tái)頂1.0~2.0 cm或預(yù)埋鋼筋彎出承臺(tái)頂面,鋼筋頭頂部刻畫(huà)“十”字號(hào),并涂抹紅油漆。采用精密水準(zhǔn)儀、坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量,觀測(cè)各施工工況沉降觀測(cè)點(diǎn)的變化。
掛籃懸臂澆筑連續(xù)梁橋在掛籃定位、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、掛籃前移循環(huán)過(guò)程中,結(jié)構(gòu)在自重、預(yù)應(yīng)力、溫度、收縮及徐變的影響下不斷產(chǎn)生變形。為使成橋后全橋線形符合設(shè)計(jì)要求,需通過(guò)計(jì)算預(yù)報(bào)每個(gè)施工梁段主梁定位標(biāo)高。
眾所周知,立模標(biāo)高并不等于設(shè)計(jì)橋梁建成后的標(biāo)高,總要設(shè)一定的預(yù)拋高,以抵消施工中產(chǎn)生的各種變形(撓度)。當(dāng)掛籃拼裝在0#梁段進(jìn)行下一節(jié)段的施工時(shí),相當(dāng)于懸臂端增加了一個(gè)較大荷載,產(chǎn)生下?lián)螻1,但通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉會(huì)產(chǎn)生上撓N2,若N1與N2數(shù)值相差較大,則橋面線形會(huì)出現(xiàn)波浪曲線,因此假設(shè)存在一個(gè)可變值△H=N1-N2-fgl=施工預(yù)拱度,并且根據(jù)批復(fù)的立模調(diào)整高差值1/1 600×Ln(Ln自墩中心至該節(jié)段施工距離)進(jìn)行校核,使施工誤差降為最低。計(jì)算公式為:
H立模i=H設(shè)計(jì)i+H設(shè)計(jì)預(yù)拱度i+H施工預(yù)拱度i+fgl
式中:H立模i為i位置的立模標(biāo)高;H設(shè)計(jì)i為 i位置的設(shè)計(jì)標(biāo)高;H設(shè)計(jì)預(yù)拱度i為i位置的設(shè)計(jì)預(yù)拱度;H施工預(yù)拱度i為 i位置的施工預(yù)拱度;fgl為掛籃變形值(根據(jù)掛籃加載試驗(yàn),綜合結(jié)果而得)。
標(biāo)高觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量方法:主梁每個(gè)節(jié)段上下游梁底各設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn),梁底測(cè)點(diǎn)供底板定位使用,主梁澆筑完成后,將測(cè)點(diǎn)引至梁頂,梁頂測(cè)點(diǎn)采用Φ20 mm鋼筋伸入腹板內(nèi)1.5~2.0 m,焊接在腹板內(nèi)豎向鋼筋上,并伸出梁頂表面1.0~3.0 cm,若測(cè)點(diǎn)在腹板內(nèi)不方便設(shè)置或設(shè)置后不方便測(cè)量時(shí),可將測(cè)點(diǎn)移動(dòng)至翼緣板處,在本節(jié)梁段澆筑過(guò)程中要隨時(shí)測(cè)量,防止出現(xiàn)突變。
標(biāo)高測(cè)點(diǎn)涉及的施工過(guò)程包括:掛籃的定位;澆筑本節(jié)梁段混凝土后、張拉本節(jié)段預(yù)應(yīng)力鋼筋后、掛藍(lán)前移到位后測(cè)量所有已澆筑梁段梁頂(預(yù)埋短鋼筋頭部)的標(biāo)高。
橫坡控制的目的主要是檢測(cè)各梁段施工完成后梁頂橫坡是否滿足設(shè)計(jì)要求。
測(cè)點(diǎn)布設(shè)在每個(gè)梁段同一斷面的梁頂距兩側(cè)翼緣邊緣50~70 cm處,梁中位置,共布置 3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。箱梁頂面鋼筋綁扎完成后間隔1.0 m焊接鋼筋接頭,劃定標(biāo)準(zhǔn)高程,用長(zhǎng)鋼筋焊接連接各點(diǎn)形成標(biāo)準(zhǔn)控制帶,面層澆筑時(shí)用鋁合金尺按標(biāo)準(zhǔn)高程鋼筋收面即可。若箱梁頂面較寬,可在腹板頂部增設(shè)標(biāo)準(zhǔn)控制帶,施工過(guò)程中注意保護(hù),可隨時(shí)復(fù)核測(cè)量,嚴(yán)禁踩踏。根據(jù)施工要求也可采用混凝土凝固前在測(cè)點(diǎn)位置插入鐵釘,并涂紅油漆,觀測(cè)記錄各測(cè)點(diǎn)的高程。
為保證成橋時(shí),其結(jié)構(gòu)在中心軸線呈對(duì)稱分布、符合設(shè)計(jì)圖紙,必須加強(qiáng)中線軸線、每節(jié)段控制線的定位準(zhǔn)確性。
在主橋墩施工完畢、箱梁施工前,對(duì)全橋進(jìn)行中心軸線坐標(biāo)測(cè)量,通過(guò)電子模型校核后,利用經(jīng)緯儀、全站儀對(duì)全橋中心穿直線微調(diào)法施工,即(橋臺(tái)→)連接墩→中墩→中墩→連接墩(→橋臺(tái))。箱梁施工時(shí),在每節(jié)段前端的橫向中心位置設(shè)置測(cè)點(diǎn),采用鐵釘做標(biāo)記?;炷翝仓^(guò)程中,經(jīng)緯儀、全站儀進(jìn)行全程跟蹤測(cè)量,防止突變或偏差過(guò)大。每個(gè)梁段完成后,施工測(cè)量人員再對(duì)所有軸線測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,或者采用坐標(biāo)定點(diǎn)放線,并做好記錄。
1)老王莊公路橋中合龍后,施工測(cè)量結(jié)果如下:掛籃定位標(biāo)高與預(yù)報(bào)標(biāo)高之差在±1.0 cm以內(nèi);最大懸臂時(shí)合龍段兩端(47.483 m、47.488 m)高差0.5 cm (設(shè)計(jì)2.0 cm);主梁豎向線形誤差±1.0 cm以內(nèi),且線形勻順;橋面中線偏位1.0 cm;橋面寬偏差±1.0 cm。通過(guò)以上數(shù)據(jù)可以看出,注重掛籃懸臂施工連續(xù)梁的變形控制內(nèi)容的分析,加強(qiáng)施工過(guò)程的控制,能夠較好地完成預(yù)期目標(biāo)。
2)掛籃懸臂施工已經(jīng)發(fā)展成為一項(xiàng)成熟的施工工藝,掛籃懸臂施工周期較長(zhǎng),影響因素較多,必須做好施工控制。線性控制是施工控制的內(nèi)容之一,還包括應(yīng)力控制、溫度控制、安全控制。建立一套全面的施工控制技術(shù)體系及管理體系,同時(shí)注重同監(jiān)控單位的合作,是今后發(fā)展的重要工作內(nèi)容。