李 勇

(大西鐵路客運(yùn)專線有限責(zé)任公司，山西 太原 030001)

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談頂推連續(xù)箱梁施工監(jiān)控技術(shù)

李 勇

(大西鐵路客運(yùn)專線有限責(zé)任公司，山西 太原 030001)

依托廣梅汕連續(xù)箱梁頂推施工實(shí)例，從連續(xù)梁頂推施工結(jié)構(gòu)受力、幾何形態(tài)、墩身受力、墩間空間、線形等方面對(duì)連續(xù)梁、墩身、導(dǎo)梁進(jìn)行了各種工況施工監(jiān)控，獲得了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為安全順利施工提供了依據(jù)。

連續(xù)梁，頂推施工，墩柱，線形監(jiān)測(cè)

1 工程概況

廣梅汕鐵路廈汕右聯(lián)絡(luò)線特大橋(單線)48 m+48 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁位于R=800 m的圓曲線上，坡度為11.7‰。此箱梁斜跨既有廈深鐵路上下行，在K1312+073處與廈深鐵路相交，大里程右夾角為41°52′。連續(xù)梁全長(zhǎng)96.6 m，全橋采用等高截面，梁高4 m，截面采用單箱單室斜腹板形式，箱梁頂寬7.6 m，底寬4.6 m。連續(xù)梁本體混凝土方量842 m3，重量約2 200 t，橋面附屬混凝土42 m3，約重110 t。連續(xù)梁利用前跨簡(jiǎn)支梁(39號(hào)～43號(hào))橋墩及臨時(shí)支墩搭設(shè)貝雷支架作為澆筑平臺(tái)，一次性現(xiàn)澆成梁,頂推就位，頂程76 m(見圖1)。

2 工程特點(diǎn)及重難點(diǎn)

1)頂推過(guò)程中主梁經(jīng)過(guò)臨時(shí)墩、永久墩時(shí)要求相鄰墩位沉降量差不超過(guò)4 mm，控制難度大。由于臨時(shí)墩、永久墩的剛度不同，在混凝土梁自重的作用下變形量不一樣，在支架搭設(shè)時(shí)需充分考慮加載后支架變形情況，做好標(biāo)高控制預(yù)拋值、施工前加載預(yù)壓等工作。

2)制梁平臺(tái)位于曲線段的簡(jiǎn)支梁空心墩上，設(shè)計(jì)將利用39號(hào)～41號(hào)墩，但墩柱偏心設(shè)計(jì)，制梁須按照線路中心進(jìn)行，與墩中心將存在偏心，增大了施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)。

3)本橋梁位于R=800 m的圓曲線上，頂推過(guò)程的線形糾偏、限位等精度控制也是頂推施工的重難點(diǎn)。

3 總體施工方法

由于本橋?yàn)榭缭綘I(yíng)業(yè)線施工，無(wú)法采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆的方法完成本連續(xù)梁的施工，本橋設(shè)計(jì)為在營(yíng)業(yè)線的外側(cè)利用結(jié)構(gòu)墩和臨時(shí)墩搭設(shè)澆筑平臺(tái)完成混凝土梁預(yù)制作業(yè)，然后再頂推至設(shè)計(jì)位置。平移到位后將梁體進(jìn)行落梁就位。

為了混凝土梁體的預(yù)制和頂推過(guò)程的受力，在39號(hào)～43號(hào)墩之間增設(shè)5個(gè)臨時(shí)墩，同時(shí)在混凝土梁體前端設(shè)置導(dǎo)梁，引導(dǎo)梁體的前移。

本橋處于豎曲線上，考慮到頂推施工因素，在連續(xù)梁位置設(shè)計(jì)未帶豎曲線，線路曲線通過(guò)調(diào)整道床高度形成豎曲線。頂推前移的軌跡設(shè)計(jì)為平坡頂推，有利于頂推作業(yè)和頂推控制。

4 橋梁頂推施工監(jiān)測(cè)目的

在頂推施工過(guò)程中，主梁的受力較常規(guī)施工方法復(fù)雜，體系轉(zhuǎn)換頻繁。為了施工過(guò)程的安全、順利，需對(duì)整個(gè)頂推施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)掌握結(jié)構(gòu)在整個(gè)頂推施工過(guò)程中的受力、變形情況，以指導(dǎo)施工。主要目的為：

1)橋梁在頂推過(guò)程中結(jié)構(gòu)體系不斷轉(zhuǎn)換，正負(fù)彎矩交替出現(xiàn)，每個(gè)截面內(nèi)力不斷變化，梁體受力復(fù)雜，通過(guò)對(duì)梁體、導(dǎo)梁、橋墩關(guān)鍵截面及連接部位受力監(jiān)測(cè)，全過(guò)程把握結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，確保結(jié)構(gòu)在頂推過(guò)程中處于安全可控狀態(tài)；

2)通過(guò)對(duì)梁體、墩柱的空間幾何形態(tài)的監(jiān)測(cè)，便于頂推及糾偏過(guò)程關(guān)鍵參數(shù)的及時(shí)調(diào)整，確保頂推過(guò)程中及頂推就位后結(jié)構(gòu)空間幾何形態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求；

3)梁體縱向頂推就位后，需對(duì)梁體進(jìn)行臨時(shí)頂升拆除滑道、安放永久支座、落梁，為避免梁體恒載受力狀態(tài)偏離設(shè)計(jì)要求，需對(duì)頂升、落梁前后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)變化。

5 頂推施工監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容

1)頂推過(guò)程中梁體關(guān)鍵截面應(yīng)力及線形監(jiān)測(cè)。頂推過(guò)程中梁體關(guān)鍵截面應(yīng)力監(jiān)測(cè)主要在于把握結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，避免因頂推過(guò)程中支點(diǎn)支撐狀態(tài)的過(guò)大改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)受力偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)，結(jié)構(gòu)關(guān)鍵截面應(yīng)力監(jiān)測(cè)主要包括主梁跨中及墩頂截面監(jiān)測(cè)，測(cè)試截面布置如圖2所示。頂推過(guò)程中梁體線形監(jiān)測(cè)主要包括主梁四分點(diǎn)豎向變形監(jiān)測(cè)，主要把握梁體在頂推過(guò)程中的線形變化狀況，以便通過(guò)梁體線形變化把握結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)。

2)頂推過(guò)程中導(dǎo)梁關(guān)鍵截面應(yīng)力及線形監(jiān)測(cè)。頂推過(guò)程中導(dǎo)梁關(guān)鍵截面應(yīng)力的監(jiān)測(cè)主要在于把握導(dǎo)梁的受力狀態(tài)，關(guān)鍵截面應(yīng)力監(jiān)測(cè)主要包括鋼導(dǎo)梁—混凝土梁結(jié)合部位，及導(dǎo)梁正彎矩最大截面。頂推過(guò)程中導(dǎo)梁線形監(jiān)測(cè)主要把握導(dǎo)梁在頂推過(guò)程中的線形變化狀況，測(cè)點(diǎn)布置如圖3所示。

3)頂推過(guò)程中墩柱空間變位及應(yīng)力監(jiān)測(cè)。頂推過(guò)程中各墩除承受豎向壓力外，還承受主梁底板下緣與墩頂間摩擦產(chǎn)生的水平推力與頂推反力架的反力作用，因此有必要對(duì)頂推過(guò)程中墩柱空間變位及應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)點(diǎn)布置如圖2及圖3所示。

4)頂推過(guò)程中梁體及導(dǎo)梁空間幾何形態(tài)監(jiān)測(cè)。結(jié)構(gòu)關(guān)鍵截面空間幾何形態(tài)主要跟蹤梁體、導(dǎo)梁在頂推過(guò)程中空間位移的變化，以便判定結(jié)構(gòu)空間位置是否處于合理范圍之內(nèi)，對(duì)于出現(xiàn)的異常偏位現(xiàn)象采用糾偏的方式進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。梁體主要包括跨中及墩頂測(cè)點(diǎn)，導(dǎo)梁主要包括導(dǎo)梁端測(cè)點(diǎn)。

5)頂推過(guò)程中頂推力跟蹤監(jiān)測(cè)。通過(guò)預(yù)應(yīng)力索錨固端布設(shè)壓力傳感器監(jiān)測(cè)頂推過(guò)程中頂推力的變化，用于評(píng)定頂推過(guò)程中頂推力的均勻性，便于對(duì)頂推過(guò)程中梁體是否遇到異常阻力進(jìn)行分析。

6)頂升落梁階段梁體關(guān)鍵截面受力及支座反力監(jiān)測(cè)。梁體頂推就位后需對(duì)梁體進(jìn)行臨時(shí)頂升拆除滑道、安放永久支座、落梁，為避免梁體恒載受力狀態(tài)偏離設(shè)計(jì)要求，需對(duì)頂升、落梁前后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)變化，對(duì)于結(jié)構(gòu)恒載受力偏離設(shè)計(jì)要求的工況，可通過(guò)調(diào)整支座反力的方式予以改善。

6 監(jiān)測(cè)工況及監(jiān)測(cè)內(nèi)容

監(jiān)測(cè)工況及內(nèi)容見表1。

表1 監(jiān)測(cè)工況及內(nèi)容

7 施工監(jiān)測(cè)

1)測(cè)點(diǎn)安裝。

a.內(nèi)埋測(cè)點(diǎn)。為跟蹤梁體應(yīng)力變化，采用內(nèi)埋振弦式應(yīng)力計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)與待測(cè)結(jié)構(gòu)物之間的連接可采用綁扎在鋼筋之上或懸掛在鋼筋之間的形式，具體根據(jù)測(cè)試部位測(cè)試方向及周邊鋼筋網(wǎng)的分布狀況進(jìn)行確定。

b.外貼測(cè)點(diǎn)。若內(nèi)埋測(cè)點(diǎn)遭受損害，或頂推過(guò)程中需臨時(shí)額外增加結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的測(cè)試，傳感器采用表面粘結(jié)(焊接)振弦式應(yīng)力計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)與待測(cè)結(jié)構(gòu)物之間的連接采用灌漿錨頭在混凝土上安裝。

2)監(jiān)測(cè)。

a.頂推過(guò)程中結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)。頂推過(guò)程中結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)采用無(wú)線分布式結(jié)構(gòu)應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，施工監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸利用現(xiàn)代通信技術(shù)進(jìn)行，將頂推、落梁等工況下采集到的各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破脚_(tái)，進(jìn)行自動(dòng)對(duì)比、分析。

b.梁體及墩柱空間變位監(jiān)測(cè)。梁體及墩柱空間變位采用自動(dòng)測(cè)量設(shè)備或全站儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)部位布設(shè)棱鏡，儀器自動(dòng)跟蹤或人工測(cè)讀的方式跟蹤梁體及墩柱的空間變化，根據(jù)梁體成橋后的軸線方向建立局部坐標(biāo)系，在頂推過(guò)程中跟蹤監(jiān)測(cè)梁體空間(主要為橫向)變位狀況，監(jiān)測(cè)示意如圖4所示。

c.梁體及鋼導(dǎo)梁豎向變形監(jiān)測(cè)。梁體及鋼導(dǎo)梁豎向變形采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)部位布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，在關(guān)鍵工況測(cè)試梁體及導(dǎo)梁的豎向變形狀況，監(jiān)測(cè)示意如圖5所示。

8 結(jié)語(yǔ)

本文以廣梅汕頂推連續(xù)梁施工監(jiān)測(cè)為應(yīng)用實(shí)例，通過(guò)對(duì)連續(xù)梁頂推監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，從理論分析到具體的監(jiān)控方法實(shí)施，為頂推施工提供技術(shù)數(shù)據(jù)依據(jù)，確保連續(xù)梁頂推施工的安全順利進(jìn)行，為類似工程施工提供依據(jù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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Discussion on the construction monitoring technology of pushing continuous box girder

Li Yong

(Datong-Xi’anRailwayPassengerLimitedLiabilityCompany，Taiyuan030001,China)

Based on Guangmeishan railway continuous box girder pushing construction example, starting from aspects of continuous box girder pushing construction structure stress, geometrical morphology, pier stress, pier space and linear control, the paper carries out construction monitoring under the construction conditions of continuous beam, pier and guiding beam, and obtains basic data, which has provided some guidance for smooth construction.

continuous beam, pushing construction, pier stud, linear monitoring

1009-6825(2017)09-0151-03

2017-01-11

李 勇(1973- )，男，高級(jí)工程師

U448.213

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