賀星亮

【摘要】客運(yùn)專線鐵路曲線上預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁成橋后線形及內(nèi)力狀態(tài)是影響橋梁安全、質(zhì)量的重要因素，施工全過程必須對每一施工梁段的中線、高程及預(yù)拱度等，進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測和控制，本文從線形監(jiān)控的目的和任務(wù)、線形監(jiān)控的基本原理和程序、主梁線形監(jiān)控流程等方面介紹監(jiān)控技術(shù)要點(diǎn)，確保成橋線形符合要求。

【關(guān)鍵詞】曲線；連續(xù)梁；掛籃；線形；監(jiān)控

1.工程概況

大西客專左線太鋼特大橋1#～4#墩臺為單線32+48+32m后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱型連續(xù)梁，該連續(xù)梁位于R=600m、i=+30‰的曲線上。梁體邊支座中心至梁端0.6m，全長113.2m，梁高沿縱向按二次拋物變化，中支點(diǎn)梁高3.5m，邊支點(diǎn)及跨中梁高2.5m，中跨跨中直線段長8.4m，邊跨直線段長12.8m。梁體截面采用單箱單室直腹板形式，頂板厚度除梁端附近外均為32cm，腹板厚45～60～70cm，底板由跨中的40 cm按二次拋物線變化至根部的60cm。頂板寬度7.2m，底板寬度3.8m。

2.施工方案

本橋各T構(gòu)箱梁， 除0#塊、1#塊和邊跨直線段為支架現(xiàn)澆外， 其余梁段分別以2#、3#主墩作T構(gòu)， 采用4只菱形掛籃對稱懸臂逐段澆筑。0#塊節(jié)段長度為6m，1#塊節(jié)段長度為3m，2#～6#塊懸臂澆筑段節(jié)段長度均為3.45m，邊跨、中跨合攏段節(jié)段長度為1.5m，邊跨直線段節(jié)段長度為7.85m。邊跨合攏段采用支架現(xiàn)澆施工、中跨合龍段采用吊架模板施工。主要施工順序：主墩0#塊、1#塊支架現(xiàn)澆→主墩2#塊～6#塊懸臂對稱澆筑→邊跨直線段支架現(xiàn)澆→邊跨合龍段現(xiàn)澆→解除主墩處的臨時(shí)固結(jié)→中跨合龍段懸吊支架現(xiàn)澆→體系轉(zhuǎn)換（張拉合龍鋼束）→橋面系二期恒載施工。

3.線形監(jiān)控的目的和任務(wù)

根據(jù)連續(xù)梁施工實(shí)際工況跟蹤監(jiān)測取得的真實(shí)施工結(jié)構(gòu)參數(shù)，運(yùn)用預(yù)控制技術(shù)及時(shí)進(jìn)行施工階段線形計(jì)算，對梁體結(jié)構(gòu)的未來狀態(tài)做出預(yù)測，確定每一懸澆梁段立模高程，并在施工過程中依據(jù)施工監(jiān)測成果，對施工偏差進(jìn)行分析、識別、預(yù)測后對下一施工梁段的立模板高程進(jìn)行調(diào)整，以此來保證每一懸澆梁段和合攏段的兩懸臂端中線及高程偏差符合相關(guān)規(guī)定，保證成橋線形和結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。

4.線形監(jiān)控的基本原理及計(jì)算程序

連續(xù)梁橋的施工監(jiān)控是一個(gè)“預(yù)告→施工→測量→識別→修正→預(yù)告”的循環(huán)過程。施工監(jiān)控中最基本的原則是確保施工過程中大橋結(jié)構(gòu)的安全，在大橋施工過程安全性滿足要求的前提下，再對大橋施工過程中結(jié)構(gòu)的線形進(jìn)行控制，確保大橋最終線形滿足預(yù)期目標(biāo)。

以施工預(yù)拱度計(jì)算作為每一梁段立模高程計(jì)算依據(jù)和全橋線形控制依據(jù)。施工預(yù)拱度應(yīng)考慮的幾個(gè)因素：設(shè)計(jì)預(yù)拱度、在荷載作用下已施工梁段的變形、掛籃在荷載作用下的彈性變形、混凝土預(yù)施應(yīng)力和收縮、徐變引起的撓度、施工時(shí)溫度變化引起的撓度等。根據(jù)計(jì)算提供梁體各截面的最終撓度變化值（即豎向變形），設(shè)置施工預(yù)拱度，據(jù)此調(diào)整每塊梁段模板安裝時(shí)的前緣標(biāo)高，懸臂澆筑n號梁段合攏側(cè)（前端）施工立模高程Hn應(yīng)考慮下列因素計(jì)算確定：

Hn=An+Bn+Cn±Dn

式中 An——n號梁段前端設(shè)計(jì)高程；

Bn——n號梁段前端計(jì)算撓度；

Cn——n號梁段前端預(yù)計(jì)掛籃變形值；

Dn——n號梁段前端高程調(diào)整值，包括考慮模板間隙、支架沉降、（n-1）號梁段高程偏差調(diào)整值、計(jì)算與實(shí)際撓度差值調(diào)整值等；

5.支架及掛籃預(yù)壓控制

5.1支架預(yù)壓控制

支架預(yù)壓荷載取支架所承受最大施工荷載的110%，預(yù)壓按支架最大施工荷載的60%、100%、110%分三級進(jìn)行，荷載分布與支架施工荷載分布一致，加載及卸載按照對稱、分層、分級的原則進(jìn)行。支架預(yù)壓完成后，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算分析基礎(chǔ)沉降量和支架彈性變形量、非彈性變形量及平面位移量，評價(jià)支架安全性和確定立模標(biāo)高。

5.2 掛籃預(yù)壓控制

掛籃使用前，對制作及安裝質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，進(jìn)行走行性能試驗(yàn)并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行靜載試驗(yàn)，按最大施工荷載的1.2倍進(jìn)行靜載試驗(yàn)，消除掛籃在加載狀態(tài)的非彈性變形并測量掛籃的彈性變形值，以便合理設(shè)置懸臂澆筑梁段的立模高程。掛籃靜載試驗(yàn)應(yīng)模擬最大現(xiàn)澆梁段施工荷載分布情況，分級進(jìn)行加載。每級加載完畢1h后，測量掛籃變形值。測點(diǎn)布置在前后支點(diǎn)、上下橫梁、后橫梁等部位的兩側(cè)及中部相應(yīng)位置。全部加載完畢后，每隔1h測量一次每個(gè)測點(diǎn)變形值，連續(xù)預(yù)壓4h，當(dāng)最后測量時(shí)間段的兩次變形量之差小于2mm時(shí)即可結(jié)束。按分級加載的相同重量逐級卸載并測量各級卸載后的變形量。根據(jù)加卸載實(shí)測數(shù)據(jù)，繪制各測量點(diǎn)的加、卸載過程變形曲線，通過分析計(jì)算掛籃在各個(gè)階段荷載作用下的變形值。

6.主梁線形監(jiān)控

6.1測點(diǎn)布置

施工過程中，跟蹤監(jiān)測掛籃走行前后、混凝土澆筑前后和預(yù)應(yīng)力張拉前后六種工況時(shí)已施工及在施工梁段的高程變化情況，與理論計(jì)算值進(jìn)行比較分析，合理調(diào)整確定下一施工梁段的施工立模高程。每節(jié)段截面設(shè)置5個(gè)測點(diǎn)，分別為頂板兩側(cè)翼緣板距梁邊線10cm處，頂板中心，底模板距腹板邊緣10cm處。如下圖

6.2線形監(jiān)控具體流程

6.2.1橋墩及0#塊施工階段

建立沉降觀測測點(diǎn)的初始值；澆筑0#段混凝土前預(yù)埋支架鋼管應(yīng)力測試傳感器；按施工控制小組提供的0#塊底面立模標(biāo)高澆筑0#塊，測量結(jié)果報(bào)施工控制小組；建立墩頂水平位移測點(diǎn)的初始值；在0#塊拼裝掛籃；掛籃預(yù)壓試驗(yàn)，向施工控制小組提供掛籃預(yù)壓試驗(yàn)變形結(jié)果；立模綁扎1#塊鋼筋。

6.2.2循環(huán)懸臂澆筑階段

從掛籃的遷移定位至預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完畢是本橋施工的一個(gè)周期，每個(gè)周期中有關(guān)施工控制的步驟：按照預(yù)報(bào)的掛籃定位標(biāo)高定位掛籃，由施工單位測量定位后的掛籃標(biāo)高，經(jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后向控制小組提供掛籃的定位測量結(jié)果；立模板、綁扎鋼筋；澆筑混凝土前，測量所有已施工梁段上的高程測點(diǎn)，復(fù)測掛籃定位標(biāo)高，墩頂?shù)乃轿灰?，?jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后報(bào)施工控制小組；施工控制小組分析測量結(jié)果，如需調(diào)整，給出調(diào)整后的標(biāo)高；澆筑混凝土后第二天測量所有已施工梁段上的測點(diǎn)標(biāo)高，測量本梁段端部梁底和預(yù)埋在梁頂?shù)臏y點(diǎn)標(biāo)高，建立測點(diǎn)與梁底標(biāo)高的關(guān)系，經(jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后提供施工控制小組；澆筑完混凝土后第二天測量本節(jié)段上的箱梁頂面標(biāo)高，建立測點(diǎn)與梁底標(biāo)高的關(guān)系，經(jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后提供施工控制小組；檢查斷面尺寸，提供給施工控制小組并向施工控制小組提供梁段混凝土超重的情況；張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后，測量所有已施工梁段上的高程測點(diǎn)，經(jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后提供施工控制小組；施工控制小組分析測量結(jié)果，根據(jù)上一施工周期梁底標(biāo)高測量值預(yù)報(bào)下一施工周期的掛籃定位標(biāo)高。

6.2.3合龍及合攏后階段

懸臂澆筑完成后拆除全部掛籃，同時(shí)現(xiàn)澆邊跨現(xiàn)澆段；測量全橋測點(diǎn)標(biāo)高；安裝合攏吊架及模板，但不得與主梁緊固；合攏段壓重，必要時(shí)根據(jù)標(biāo)高調(diào)整壓重的重量；標(biāo)高調(diào)整完畢后，在低溫時(shí)焊接合攏臨時(shí)勁性骨架，緊固模板，綁扎縱向鋼筋的另一端，張拉臨時(shí)合攏預(yù)應(yīng)力；澆筑合攏段混凝土，同時(shí)卸載壓重；測量合攏段預(yù)應(yīng)力鋼筋；拆除合攏吊架；張拉邊跨合攏段預(yù)應(yīng)力鋼筋；拆除合攏吊架；測量合龍點(diǎn)標(biāo)高、未合攏跨懸臂端標(biāo)高；按上述過程合攏另外幾個(gè)合攏段；全橋測點(diǎn)聯(lián)測，按網(wǎng)絡(luò)測量橋面標(biāo)高，提供施工控制小組；將施工控制測點(diǎn)轉(zhuǎn)移至橋梁兩側(cè)；施工控制小組協(xié)助提供橋面鋪裝標(biāo)高，進(jìn)行橋面鋪裝；全橋測點(diǎn)聯(lián)測，數(shù)據(jù)報(bào)施工控制小組；施工控制小組提供施工控制報(bào)告。

7.結(jié)束語

客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁對施工精度要求很高，通過對連續(xù)梁掛籃施工的全過程進(jìn)行逐步細(xì)化并嚴(yán)密監(jiān)控，保證成橋后的線形及內(nèi)部受力要求。施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行線形監(jiān)控的循環(huán)控制流程，極大限度的滿足了設(shè)計(jì)要求。通過本橋的施工實(shí)踐，驗(yàn)證和改進(jìn)了線形監(jiān)控原理和監(jiān)控程序，可供同類型工程參考。

參考文獻(xiàn)

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