張華，岑柱江

（中鐵二局第三工程有限公司，成都 610036）

0 引言

隨著社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展也取得了輝煌的成就。對于連續(xù)梁橋跨越江河、深谷等，采用掛籃懸臂澆筑法施工最為方便。由于懸臂施工方法方便，結(jié)構(gòu)受力性能好，跨度大，結(jié)構(gòu)變形小，橋面伸縮縫少，道路行車平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)外形美觀，后期維修量少，結(jié)構(gòu)抗震性強(qiáng)以及整體性優(yōu)勢，這種類型的橋梁已廣泛用于公路、鐵路、市政等行業(yè)。

韋登超、張華麗等[1-3]總結(jié)介紹了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁在懸澆施工中采用的測量控制方法、技術(shù)；周世烽、徐建等[4，5]結(jié)合大跨度橋梁工程，介紹大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸澆法施工的測量工作，包括箱梁懸澆施工的主要控制精度、測量要求及全程中的線性控制和變形監(jiān)測；陳獻(xiàn)軍、彭健等[6-9]結(jié)合工程實例，介紹了掛籃撓度計算方法，對連續(xù)剛構(gòu)橋掛籃懸掛施工測量和變形控制要點進(jìn)行了探討，可對同類型工程起到參考作用。

而采用掛籃懸臂施工的橋梁，對其施工線形及成橋線形必須進(jìn)行監(jiān)控。在懸臂施工階段，線形控制是通過施工測量采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行對比分析實測值與理想值的偏差，使其偏差控制在規(guī)范允許的誤差范圍內(nèi)。

文中結(jié)合金義東市域軌道交通工程跨城中西路立交橋（30+50+30）m 連續(xù)梁橋施工為例，介紹預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸澆法施工的線形測量控制。

1 工程概況

圖1 跨城中西路連續(xù)梁橋總體布置圖（單位：m）

圖2 箱梁橫斷面布置圖（單位：cm）

跨城中西路（30+50+30）m 連續(xù)梁懸灌施工設(shè)計0#塊長為10m，懸灌梁段長度為3.5m 和4m，邊跨現(xiàn)澆段長度3.93m，邊跨及中跨合攏段長度均為2m，一個“T”構(gòu)共有10個懸灌梁段，2個不對稱現(xiàn)澆段和3個合攏段。預(yù)應(yīng)力只有縱向預(yù)應(yīng)力筋。

2 有限元模型建立

根據(jù)設(shè)計圖紙，采用橋梁專用有限元軟件Midas civil 進(jìn)行建模計算分析。整體模型采用空間梁單元模擬，共劃分83個節(jié)點，82個梁單元?？绯侵形髀罚?0+50+30）m 三跨連續(xù)梁橋有限元計算模型見圖3。

圖3 跨城中西路連續(xù)梁橋有限元計算模型

3 懸澆施工監(jiān)控立模標(biāo)高計算

按照設(shè)計圖紙和施工組織方案，建立有限元模型并劃分施工階段步驟，在相應(yīng)施工階段激活或鈍化單元、邊界、荷載，從而會計算出每個懸臂施工階段的累計變形和內(nèi)力及最終成橋狀態(tài)的變形和內(nèi)力。模型會計算出各個懸臂施工階段的累計變形，即計算所得的預(yù)拋高。

立模標(biāo)高為：

式中，Hlm為立模標(biāo)高；Hsj為設(shè)計標(biāo)高；Hypg為計算所得的預(yù)拋高值；fg1為掛籃變形值。

4 懸澆施工線形測量控制

為了保證橋梁成橋后的線形與設(shè)計線形一致，必須進(jìn)行施工線形控制。線形控制包括高程控制和軸線控制。

4.1 懸澆施工高程控制測量

4.1.1 線形控制流程

基于模糊理論的評價模型通過權(quán)重計算，構(gòu)建評語集，構(gòu)建評價矩陣，模糊評價四個過程，對定性的指標(biāo)進(jìn)行評價，有效防止主觀判斷引起的誤差，彌補(bǔ)了信息化只能進(jìn)行主觀評價的缺陷。

施工線形控制是一個施工-測量-識別-修正-預(yù)測-施工的循環(huán)工程。施工過程線形控制是以確保施工過程主梁結(jié)構(gòu)的安全為最基本的原則，首先在確保施工過程橋梁安全的前提下，再對主梁進(jìn)行各個懸臂施工過程的線形控制，從而使主梁最終成橋線形滿足設(shè)計線形要求如圖4 所示。

圖4 主梁線形控制流程

4.1.2 主梁0#塊基準(zhǔn)點布置

布置0#塊件高程觀測點是為了控制頂板的設(shè)計標(biāo)高，同時也作為后續(xù)各個懸臂澆筑節(jié)段高程觀測的基準(zhǔn)點。0#塊件布置3個基準(zhǔn)點，并應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度及時聯(lián)測見圖5。

圖5 0#塊高程測點布置（單位：cm）

4.1.3 主梁各節(jié)段標(biāo)高觀測點布置

0#塊及每個節(jié)段截面高程測點各設(shè)5個測點，對稱布置在懸臂板與腹板的交接點，離塊件前端20cm，測點露出混凝土面2cm。

每施工節(jié)段設(shè)一個測試截面，梁底設(shè)3個觀測點（底-西、底-中、底-東）。翼板設(shè)2個觀測點（翼-西、翼-東）。測點布置見圖6～圖8。

圖6 測點平面布置（單位：cm）

圖7 梁體高程控制測點橫向布置（單位：cm）

圖8 梁體高程立模及頂板控制測點橫向布置（單位：cm）

4.1.4 撓度觀測時間及周期

為了盡量減少溫度的影響，線形標(biāo)高的觀測時間盡量是在早上9:00 及下午16:00 以后時間段來完成。在每個懸臂施工階段過程中，需要對掛籃移動定位、混凝土澆筑后、預(yù)應(yīng)力鋼束張拉后3個工況進(jìn)行主梁懸臂前端標(biāo)高數(shù)據(jù)測量。

考慮工程進(jìn)展快，時間緊。這3 種工況能夠涵蓋TZ324-2010 中5.3 線形控制提到的6 種工況：混凝土灌注前即掛籃走行后；混凝土灌注后即預(yù)應(yīng)力筋張拉前；預(yù)應(yīng)力筋張拉后即掛籃走行前。

4.2 懸澆施工軸線控制測量

測點布置：利用標(biāo)高觀測點的中間測點。測量方法：使用全站儀和鋼尺等，采用測小角法或視準(zhǔn)法直接測量其前端偏位。測量頻率及時間：每施工一個節(jié)段后觀測節(jié)段的測點的坐標(biāo)。

4.3 掛籃預(yù)壓試驗測量

在掛籃底模分配梁安裝完成后，進(jìn)行靜載試驗，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，以便合理設(shè)置懸臂澆注梁段的立模標(biāo)高。掛籃靜載試驗荷載取值應(yīng)為施工中掛籃受力最大施工荷載的1.2 倍（位于1#節(jié)段）見圖9、圖10。

圖9 掛籃預(yù)壓側(cè)面示意圖

圖10 掛籃預(yù)壓橫斷面示意圖

預(yù)壓方法采用預(yù)壓塊堆載，按照1#段梁段（1#段為懸澆段最重梁段）自重的20%、40%、60%、80%、100%和120%分3 次加載。壓重前先在底模主要受力位置上布設(shè)觀測點，并測量其標(biāo)高和平面位置。壓重的先后順序按照混凝土的澆注順序進(jìn)行，先澆注的部位先壓重，后澆注的部位后壓重，每級加載完畢1h 后進(jìn)行變形觀測，測量掛籃變形值。掛籃預(yù)壓荷載全部加載完成后，每隔1h 測量一次每隔測點的變形值，連續(xù)預(yù)壓4h，當(dāng)最后測量時間段的兩次變形量之差小于2mm 時即可結(jié)束。卸載后再次測量標(biāo)高，根據(jù)加載前和卸載后的標(biāo)高計算掛籃的變形量，作為預(yù)拱度設(shè)值的依據(jù)。

5 線形控制結(jié)果分析

在中跨合龍段合龍完成后，橋梁的成橋線形也最終確定。全橋合龍后，對全橋進(jìn)行通測，實測成橋線形與理想成橋線形數(shù)據(jù)匯總?cè)绫? 所示。實測成橋線形與理想成橋線形偏差對比如圖11 所示。

表1 成橋底板實測線形與理想線形數(shù)據(jù)對比 m

圖11 成橋線形與理想線形偏差對比圖

根據(jù)表1 數(shù)據(jù)分析可知，結(jié)構(gòu)在合龍過程及成橋階段表現(xiàn)出的變形狀態(tài)與理論計算及設(shè)計、監(jiān)控要求基本一致，邊跨合龍段及中跨合龍段兩端底板標(biāo)高偏差在15mm 以內(nèi)；成橋底板實測線形與理想線形偏差都是控制在10mm 以內(nèi)，實測線形與成橋線形相吻合，滿足規(guī)范誤差要求。

6 結(jié)語

文中以城際鐵路跨城中西路連續(xù)梁橋施工線形監(jiān)控為背景，通過現(xiàn)場測量技術(shù)，對橋梁施工線形控制測量進(jìn)行研究，保證了橋梁順利合攏，加快了施工進(jìn)度。得出了如下結(jié)論：

（1）實測線形與成橋線形相吻合，誤差控制在10mm 以內(nèi)，滿足規(guī)范誤差要求，表明橋梁監(jiān)控是成功和有效的。

（2）通過施工測量技術(shù)，保證了橋梁施工線形平順，節(jié)省了工期，加快了施工進(jìn)度。