張承舉

（中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州313000）

1 工程概況

蘇州工業(yè)園區(qū)南北向次干路，項目北起唯新路，南至葑亭大道交叉口，里程長度約0.72 km，按城市次干路標準建設。

主橋采用（43+73+43）m三跨等高連續(xù)鋼箱梁，梁高2.9 m，采用單箱雙室斜腹板斷面，頂板寬15.7 m，底板寬8.66 m，箱梁懸臂長2.5 m。建成后效果圖見圖1。

圖1 工程效果

擬建場地位于蘇州工業(yè)園區(qū)星湖街東側，唯新路南側，葑亭大道北側。因葑亭大道正在進行半幅封閉施工，道路較窄，且高速路南側有110 kV高壓線及軍用光纜，高速北側場地較寬敞，因此本次鋼箱梁由唯新路進入施工現(xiàn)場，從北往南頂推。

2 橋梁施工控制原則及控制指標

精確把控鋼箱梁的頂推、橫移及落梁過程是本橋的整個頂推施工流程中的重難點，需借助橋墩以及臨時墩作為頂推反力墩，主梁的移動會導致鋼箱梁、導梁、橋墩的應力和變形發(fā)生改變。在頂推鋼箱梁的動態(tài)移動過程中，各支架和滑塊不均勻變化會產(chǎn)生內(nèi)力重分布，并且箱梁結構頂推至最不利位置時最為危險，所以頂推過程又是這三個過程的重中之重。本次施工過程中需要分別檢測橋墩、臨時墩、鋼箱梁和導梁的應力和變形，并且以控制線型為主要指標，控制應力為次要指標，建立鋼箱梁頂推施工的雙控指標，以確保結構成型后能達到較為理想的受力狀態(tài)。施工現(xiàn)場模擬圖見圖2。

圖2 施工現(xiàn)場模擬

采用Midas/Civil建立本工程橋梁頂推分析模型（圖3），對頂推過程各階段進行施工過程模擬。提取各不利工況下應力及變形較大位置作為監(jiān)控控制點。

圖3 橋梁頂推過程分析模型

2.1 鋼箱梁平面軸線偏位控制

在鋼箱梁頂推過程中往往因為兩端千斤頂?shù)牟煌剑斐射撓淞浩矫孑S線偏移，這時就需要進行鋼箱梁平面軸線偏位，隨時調整鋼箱梁的軸線位置。軸線偏拉控制時既要實時測量箱梁平面線型，也要密切關注千斤頂?shù)捻斖屏?，一旦出現(xiàn)鋼箱梁的平面軸線偏移，就要立刻調整兩端千斤頂?shù)捻斖屏Γ唁撓淞旱妮S線位置控制在合理范圍內(nèi)。

2.2 鋼箱梁和導梁應力監(jiān)控

由于懸臂的增長和結構體系的轉換，鋼箱梁和導梁的桿件應力在施工中不斷變化，應力大小和拉壓狀態(tài)都有可能隨時改變。應力變化的復雜性要求需要實時進行應力監(jiān)測，如果發(fā)生了應力變化的異常情況，就要立即預警，暫停施工，及時尋找原因并解決問題，防止桿件在頂推過程中發(fā)生屈服和失穩(wěn)，保證施工的順利進行和施工人員的安全。

2.3 導梁端部變形控制

主線鋼箱梁的部分梁段跨越滬寧高速，施工過程中必須嚴格把控梁端的變形，以保證梁段下有充足的凈空距離，不影響高速公路的通行。懸臂端撓度可為導梁受力安全狀況提供預警，撓度太大或者變化速度太快都表明存在安全隱患。施工中通過測量導梁的端部標高來體現(xiàn)撓度的變化，達到最大懸臂長度時最需要關注導梁端部標高，同時也能通過梁段標高確定千斤頂臨時起頂主梁高度［1-2］。

2.4 頂推支架

頂推支架設置在橋梁墩頂部位的鋼橫梁上，鋼箱梁頂推施工中需要監(jiān)測橋墩水平和豎直位移，確保頂推支架不會因鋼箱梁傳遞來的水平推力發(fā)生安全問題。

3 應力監(jiān)測測點布置

鋼箱梁在設計時使用了多種假設和參量，而實際現(xiàn)場施工狀況復雜多變，兩者之間存在誤差，計算出來的結果和實際施工達到的受力狀態(tài)并不完全相符，因此有必要實時對鋼箱梁的控制截面進行應力監(jiān)測，從而為施工提供指導［3］。

3.1 鋼箱梁和導梁應力監(jiān)控

通過計算分析各工況時結構的應力分布，擬選取四個應力測試截面，分別為導梁根部、邊跨跨中、中間支座、中跨跨中。測點布置示意及儀器安裝見圖4～6。

圖4 主梁及導梁應力測點布置斷面位置

圖5 主梁應力測點布置示意圖

圖6 現(xiàn)場儀器安裝

3.2 頂推支架應力監(jiān)測

頂推支架作為主要臨時構件，在頂推過程中主要承擔鋼箱梁荷載，較為重要。故在頂推過程中對于較大受力位置進行應力監(jiān)測。測點布置見圖7。

圖7 頂推支架應力測點位置

4 變形監(jiān)測測點布置

4.1 頂推支架與拼裝平臺變形監(jiān)控

頂推反力裝置布設在橋墩頂部位的鋼橫梁上，并對橋墩的水平和垂直位移進行監(jiān)測，使位移控制在合理范圍內(nèi)。

實時監(jiān)測拼裝和頂推平臺的沉降以確保鋼箱梁拼裝和頂推施工的順利進行。

在各橋墩墩頂順橋向設置兩個單棱鏡，用全站儀進行觀測。變形觀測點布置情況見圖8。

圖8 變形觀測測點布置示意

4.2 導梁端部標高監(jiān)控

因頂推施工過程中，導梁端部標高是動態(tài)變化的，單靠棱鏡采用全站儀進行觀測難度較大，且數(shù)據(jù)真實性難以保證。故采用靜力水準儀利用太陽能供電的方式對端部變形進行實時在線監(jiān)控。見圖9。

圖9 導梁端部布置靜力水準儀

4.3 鋼箱梁主軸線側向偏移位置監(jiān)控

在頂推導梁和鋼箱梁時，鋼箱梁和導梁偏位可能是由兩側施力不對稱以及兩側滑道阻力不一致等多種原因共同造成的。因此，施工過程中應實時觀測，及時發(fā)現(xiàn)和糾偏，確保梁的軸線位置準確，控制橫向偏位。在導梁和鋼箱梁的兩端布置反射片后可以使用全站儀精準測量橋梁整體的橫向偏移值［4］。

5 頂推過程關鍵時間節(jié)點

從2019年9月6日至2019年9月25日頂推到位，共20 d。在頂推形成結束后，為確保安全，對橋梁后續(xù)進行了監(jiān)測，監(jiān)測報表直到頂推到位后的9月25日，見表1。

表1 頂推過程關鍵時間節(jié)點

6 監(jiān)測結果

1）在頂推結束后，鋼箱梁最大應力為135.26 MPa，小于預警值170 MPa，處于安全可控范圍內(nèi)。儀器安裝部位可能存在應力集中現(xiàn)象，應力較為復雜，存在測試數(shù)據(jù)偏大現(xiàn)象。

2）在頂推期間，頂推支架最大應力為89.41 MPa，小于預警值140 MPa，結構處于安全可控范圍內(nèi)。

3）在頂推期間，頂推支架最大位移為5.7 mm，小于預警值6 mm，結構處于安全可控范圍內(nèi)。

4）在頂推期間，導梁端部最小凈空高度為6.814 m，大于預警值6 m，結構處于安全可控范圍內(nèi)。

5）頂推過程中，對橋梁軸線進行了實時監(jiān)控［5］，軸線最大偏位為86.9 mm，頂推過程中進行了及時調整，保證了頂推過程中橋梁的側向穩(wěn)定。

7 結 語

本文以蘇州市劍科路接方灣街（跨滬寧高速）工程鋼箱梁頂推施工為例，對導梁端部變形、鋼箱梁應力及線形、頂推支架應力及變形等多維度參數(shù)實時監(jiān)控與及時反饋與調整，保障了蘇州市劍科路接方灣街（跨滬寧高速）工程鋼箱梁安全頂推到位，也為同類跨高速橋梁頂推的施工監(jiān)控提供了參考。