徐為民

中鐵十局集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 250101

連續(xù)梁橋其施工過(guò)程比較復(fù)雜，將經(jīng)歷0#-1#梁段施工、懸臂梁段的施工、邊跨現(xiàn)澆段的施工、中跨合龍等一系列施工過(guò)程。施工過(guò)程中將受到許許多多不確定因素的影響，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、材料使用性能、施工荷載、大氣溫度、混凝土的收縮徐變等諸多方面在理論狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)的差異。所以對(duì)施工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別（調(diào)整）、調(diào)整（糾偏）、預(yù)測(cè)，使現(xiàn)場(chǎng)施工處于有效的控制中，對(duì)順利合攏是至關(guān)重要的。施工監(jiān)控的原則是線(xiàn)形監(jiān)控為主和應(yīng)力監(jiān)控為輔，以現(xiàn)場(chǎng)張拉前后的標(biāo)高比對(duì)為主要依據(jù)，在施工過(guò)程中采取如下的控制策略：以懸臂節(jié)段空間位置及主橋各關(guān)鍵部位的應(yīng)力狀態(tài)兩項(xiàng)指標(biāo)為控制標(biāo)準(zhǔn)。橋面鋪裝完成后，復(fù)測(cè)橋面標(biāo)高，與設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行對(duì)比，繪制主橋標(biāo)高線(xiàn)形圖，實(shí)際標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高走勢(shì)趨向接近，將認(rèn)為該橋線(xiàn)形較好[1]。

1 工程概述

蓬萊路跨派河橋主橋設(shè)計(jì)采用（75+128+75）m三跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，主橋下部結(jié)構(gòu)采用三柱式橋墩，鉆孔樁基礎(chǔ)。主墩單個(gè)墩身順橋向?qū)挾葹?m，橫橋向?qū)挾葹?．5m。承臺(tái)厚度3．8m，平面尺寸為 16．5m×10．8m，樁基為 11根Ф1．8m的鉆孔灌注樁，樁基按摩擦樁設(shè)計(jì)。過(guò)渡墩采用三柱上接蓋梁形式，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墩柱為直徑2．2m圓形斷面。承臺(tái)厚度為3m，平面尺寸為14×6．25m?；A(chǔ)采用6根Ф1．5m的鉆孔灌注樁，樁基按摩擦樁設(shè)計(jì)。主橋上部結(jié)構(gòu)采用（75+128+75）m三跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，箱梁為單箱雙室結(jié)構(gòu)，頂板寬22．5m，底板寬14．5m，箱梁高度按2次拋物線(xiàn)，從跨中處3．4m變化至距主墩中心2．0m處7．7m。主橋箱梁頂板厚度為0．28m，底板厚度按照2次拋物線(xiàn)，由跨中的0．3m變化至距0號(hào)塊中心線(xiàn)4m處的0．895m。箱梁腹板厚度1-8號(hào)梁端采用0．9m，9號(hào)梁段由0．9m直線(xiàn)漸變到0．7m，10-15號(hào)梁段采用0．7m，16號(hào)梁段由0．7m直線(xiàn)漸變到0．5m，17-19號(hào)梁段采用0．5m。全橋共計(jì)23個(gè)節(jié)段，0#、1#在墩頂處現(xiàn)澆，邊跨19#、20#、21#、22#塊為邊跨現(xiàn)澆段，中跨19#塊為合龍段。主梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系，縱向預(yù)應(yīng)力筋分別采用φs15．2-19、s15．2-15鋼絞線(xiàn)；頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋采用φs15．2-2鋼絞線(xiàn)；豎向預(yù)應(yīng)力采用Φ32螺紋鋼筋。箱梁縱向懸澆分段長(zhǎng)度為（7×3．0m+8×3．5m+2×4m），箱梁墩頂現(xiàn)澆塊件（即0、1號(hào)塊）總長(zhǎng)12．0m，中跨合攏段長(zhǎng)度為2．0m，邊跨現(xiàn)澆段長(zhǎng)度為11．92m。連續(xù)梁施工工藝流程圖如圖1所示。

2 線(xiàn)形質(zhì)量控制

2.1 施工監(jiān)控主梁預(yù)拱度的計(jì)算

蓬萊路跨派河橋采用有限元軟件MidasCivil來(lái)建立有限元模型,全橋施工階段的預(yù)拱度按照施工過(guò)程的合計(jì)撓度（包括成橋十年收縮徐變+0．5倍活載撓度（考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的撓度增長(zhǎng)系數(shù)）+掛籃彈性變形），取反號(hào)進(jìn)行拋高，即為預(yù)拱度[2]。十年徐變收縮、汽車(chē)活載變形由Midas軟件建模而得，掛籃彈性變形：掛籃在首次使用前需要進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載不應(yīng)小于支架承受的混凝土結(jié)構(gòu)恒載與模板重量之和的1．1倍，以消除支架的非彈性變形并測(cè)量支架的彈性變形量，預(yù)壓采用混凝土塊逐級(jí)施加荷載，直到預(yù)壓的荷載達(dá)到要求后再逐級(jí)卸載。記錄相關(guān)原始數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出支架的非彈性變形和彈性變形，從而確定支架的預(yù)留沉落量，以此為依據(jù)對(duì)底模的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，確保箱梁底標(biāo)高和線(xiàn)形符合設(shè)計(jì)要求。初步計(jì)算蓬萊路跨派河橋施工預(yù)拱度線(xiàn)形如下圖2所示。

圖1 連續(xù)梁施工工藝流程圖

圖2 左右幅（75+128+75）m連續(xù)梁橋施工預(yù)拱度圖（拋高線(xiàn)形）

2.2 主梁應(yīng)力監(jiān)測(cè)

（1）測(cè)點(diǎn)布置。主梁上應(yīng)力測(cè)點(diǎn)，選擇9個(gè)截面進(jìn)行應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置，具體位置見(jiàn)下圖3所示。

測(cè)點(diǎn)總體布置情況為每主梁根部左、右側(cè)有應(yīng)力測(cè)試斷面，如圖4所示。各主梁跨中及主梁的L/4處均布有應(yīng)力測(cè)試斷面，如圖5所示。實(shí)際測(cè)點(diǎn)布設(shè)根據(jù)施工監(jiān)控及施工情況確定。

圖3 應(yīng)力測(cè)點(diǎn)截面布置圖（單位：m）

圖4 主梁應(yīng)力測(cè)試斷面測(cè)點(diǎn)布置示意圖

圖5 主梁應(yīng)力測(cè)試斷面測(cè)點(diǎn)布置示意圖

（2）測(cè)試工況。測(cè)試工況主要分三種，對(duì)于每一個(gè)懸灌梁段要進(jìn)行兩種工況的應(yīng)力觀測(cè)，即：

①混凝土澆筑后；

②預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完成后；

③在懸灌結(jié)束及中跨合攏后，復(fù)測(cè)全橋所有已預(yù)埋應(yīng)變計(jì)。每種工況應(yīng)力觀測(cè)結(jié)束后，計(jì)算相應(yīng)各點(diǎn)的應(yīng)力變化，與計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比分析。

2.3 主梁線(xiàn)形測(cè)量

主梁線(xiàn)形測(cè)量包括施工過(guò)程中主梁底、頂面標(biāo)高測(cè)量和成橋線(xiàn)形測(cè)量?jī)刹糠謨?nèi)容。由于本橋采用懸臂施工法，每施工節(jié)段的標(biāo)高即每個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)位置的變化與偏離都可能造成合攏困難，影響最終成橋線(xiàn)形。為保證橋梁線(xiàn)形符合設(shè)計(jì)要求，必須在主梁施工過(guò)程中進(jìn)行線(xiàn)形控制。線(xiàn)形測(cè)量的主要內(nèi)容有：

（1）主梁底板、頂板標(biāo)高測(cè)量。測(cè)點(diǎn)布置：每節(jié)段施工完成后，測(cè)量該節(jié)段的標(biāo)高及相鄰3個(gè)節(jié)段的標(biāo)高變化，頂板測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖6所示。測(cè)點(diǎn)采用Φ16的短鋼筋制作，鋼筋下口焊于底層鋼筋上，頂部磨圓露出端部堵頭板1cm，采用紅油漆標(biāo)記。底板測(cè)點(diǎn)在高、中、低腹板的端頭板處進(jìn)行測(cè)量。

主梁標(biāo)高測(cè)量按以下四個(gè)工況進(jìn)行：①混凝土澆筑前；②混凝土澆筑后；③預(yù)應(yīng)力鋼束張拉前；④預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完成后。

四階段的觀測(cè)方法中階段①、②的測(cè)量數(shù)據(jù)之差反映箱梁節(jié)段混凝土重量產(chǎn)生的撓度效應(yīng)，階段②、③的測(cè)量數(shù)據(jù)之差反映箱梁在等強(qiáng)時(shí)間內(nèi)由收縮徐變產(chǎn)生和環(huán)境影響的撓度效應(yīng)，階段③、④的測(cè)量數(shù)據(jù)之差反映箱梁節(jié)段張拉預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的撓度效應(yīng)。

圖6 主梁撓度測(cè)點(diǎn)示意圖（單位：m）

（2）成橋線(xiàn)形測(cè)量。主橋中跨合攏后，在強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉完成后拆除掛籃，在瀝青鋪裝層施工完成后我們對(duì)主橋每一節(jié)塊的標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)，分別選取橋面兩個(gè)點(diǎn)：距高側(cè)翼緣0．5m處、距低側(cè)翼緣6．5m處，如圖7所示。

圖7 橋面標(biāo)高測(cè)點(diǎn)布置示意圖（單位：m）

3 觀測(cè)分析

3.1 應(yīng)力測(cè)試成果及數(shù)據(jù)分析

跨派河橋所選混凝土為C55，C55混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為35．5MPa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為2．74MPa。從圖8得整個(gè)施工狀態(tài)受力處于安全可靠狀態(tài)，且實(shí)測(cè)應(yīng)力值與理論值變化趨勢(shì)一致，在可預(yù)計(jì)的范圍內(nèi)變化。

圖8 15號(hào)墩左幅1-1截面應(yīng)力圖

3.2 成橋線(xiàn)形標(biāo)高監(jiān)測(cè)成果分析

成橋理論線(xiàn)形綜合考慮了10年混凝土收縮徐變的影響以及活載作用等因素的影響，從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，橋面線(xiàn)形與理論線(xiàn)形相比吻合較好，基本在正負(fù)3cm以?xún)?nèi)，且平均差值為2．2cm,精度較高。圖9，圖10為橋面初次鋪裝低側(cè)翼緣和高側(cè)翼緣的標(biāo)高。圖11為成橋后實(shí)物圖，由實(shí)物圖可看出本橋線(xiàn)形控制及施工較為成功[3]。

圖9 左幅低側(cè)翼緣橋面初次鋪裝標(biāo)高

圖10 左幅高側(cè)翼緣橋面初次鋪裝標(biāo)高

圖11 成橋后現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖

4 結(jié)語(yǔ)

在蓬萊路跨派河橋的施工過(guò)程中，線(xiàn)形控制分別從節(jié)塊施工過(guò)程中標(biāo)高測(cè)量比對(duì)、主梁應(yīng)力兩方面進(jìn)行展開(kāi)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)及對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)分析得到的結(jié)果，及時(shí)調(diào)整施工預(yù)拱度，保證了連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換的順利進(jìn)行及中跨合攏無(wú)差別的順利完成。主要結(jié)論如下：

（1）從主梁施工過(guò)程中豎向位移的測(cè)量結(jié)果來(lái)看，主梁的豎向位移略大于理論計(jì)算結(jié)果，但主梁的位移仍在監(jiān)控預(yù)測(cè)的范圍內(nèi)變化，處于受控狀態(tài)，滿(mǎn)足要求。

（2）從主梁的應(yīng)力計(jì)算和測(cè)量結(jié)果來(lái)看，施工過(guò)程中和成橋狀態(tài)的應(yīng)力水平很低，且實(shí)測(cè)結(jié)果與理論值在變化值上基本是接近的，說(shuō)明主梁應(yīng)力變化安全可靠。

（3）在主梁的懸臂澆筑過(guò)程中，通過(guò)理論模型計(jì)算與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，并在施工過(guò)程中根據(jù)施工監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，對(duì)每個(gè)施工階段進(jìn)行預(yù)測(cè)控制，即施工預(yù)拱度。合理地確定了每個(gè)施工過(guò)程中梁段立模標(biāo)高。最終確保了連續(xù)梁順利合龍，且合龍誤差小，成橋后線(xiàn)形平順、受力合理，達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)。