王建亮

（中電建路橋集團(tuán)有限公司，北京 100089）

0 引言

懸臂結(jié)構(gòu)澆筑施工法是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中常用的澆筑方式，也稱為掛籃澆筑，可以實(shí)現(xiàn)只靠自身構(gòu)件進(jìn)行澆筑，無需設(shè)置支撐，國內(nèi)應(yīng)用懸臂結(jié)構(gòu)澆筑施工法完成了多座高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋的建設(shè)。懸臂澆筑法主要從橋梁上部開始澆筑相應(yīng)尺寸的梁段，然后通過吊籃前移，向兩端對(duì)稱地增加節(jié)段，懸臂結(jié)構(gòu)逐步延長(zhǎng)，每一段立模后澆筑混凝土節(jié)段，再增加外部預(yù)應(yīng)力，循環(huán)施工直至澆筑完成，最后邊跨、中跨依次合攏，連接成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)連續(xù)橋梁的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換。懸臂構(gòu)造橋梁施工法以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋設(shè)計(jì)的負(fù)彎預(yù)應(yīng)力筋為基礎(chǔ)，使跨中正最大彎矩轉(zhuǎn)化為負(fù)最大彎矩。懸澆過程中獨(dú)立的T型橋體處于負(fù)最大彎矩受力狀態(tài)。隨著施工的進(jìn)行，梁體的受力狀態(tài)也會(huì)發(fā)生各種變化。

盡管懸臂結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，在高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋施工中被廣泛采用，但不可忽視對(duì)懸臂施工的質(zhì)量控制，否則無法保證高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋建設(shè)質(zhì)量，無法讓懸臂結(jié)構(gòu)發(fā)揮出其最大作用[1]。

1 施工質(zhì)量影響因素

1.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

作為高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋懸臂結(jié)構(gòu)施工的依據(jù)，結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響著施工質(zhì)量，選擇合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)是施工質(zhì)量控制首先面對(duì)的問題。

1.1.1 截面尺寸

高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋懸臂結(jié)構(gòu)不同截面的尺寸參數(shù)在變化，其物理力學(xué)特性不同，對(duì)施工要求也不同。施工過程中，如果不重視對(duì)截面尺寸的控制，會(huì)導(dǎo)致建成橋梁截面尺寸和工程設(shè)計(jì)的截面尺寸出現(xiàn)一定的誤差。出現(xiàn)這種誤差的橋梁，其物理力學(xué)特性必然與設(shè)計(jì)要求的存在差距，最終影響建設(shè)效果。

1.1.2 材料彈性模量

材質(zhì)的彈性模量較大程度影響著橋梁構(gòu)件的變形，而且高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋不同部位對(duì)材料的彈性模量要求也不同，施工中必須根據(jù)實(shí)際要求合理調(diào)節(jié)材料彈性模量，使之盡可能與設(shè)計(jì)值一致。

1.1.3 混凝土容重

混凝土的容重決定著橋梁懸臂結(jié)構(gòu)的自重，能夠影響懸臂結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并影響構(gòu)件的內(nèi)力分布情況和變形情況。因此，必須要嚴(yán)格控制混凝土的容重，必須要嚴(yán)格執(zhí)行混凝土配合比，要對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行認(rèn)真檢測(cè)，保證混凝土的實(shí)際容重符合設(shè)計(jì)要求。

1.2 分析模型

根據(jù)橋梁的構(gòu)造狀況，建立分析模型，采用此方法控制連續(xù)梁橋懸臂結(jié)構(gòu)的施工，保證施工質(zhì)量，讓其能夠滿足設(shè)計(jì)要求。科學(xué)、精確的結(jié)構(gòu)建模至關(guān)重要，結(jié)構(gòu)模型分析過程中需貫徹精簡(jiǎn)準(zhǔn)則，要將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，便于施工人員閱讀易懂，并且要設(shè)置模型偏差范圍，將偏差控制在合理范圍內(nèi)。

1.3 立模標(biāo)高

立模標(biāo)高決定著混凝土各梁段標(biāo)高，極大地影響著高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋懸臂結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制各個(gè)階段的立模高度，確保橋面結(jié)構(gòu)和梁底線形符合設(shè)計(jì)要求。

1.4 預(yù)應(yīng)力鋼束張拉

預(yù)應(yīng)力鋼束張拉影響著高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋懸臂結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移，是連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的重要影響因素。施工過程中，施工環(huán)境復(fù)雜，張拉作業(yè)會(huì)受到多種因素的影響，可能存在著波紋管道定位誤差等現(xiàn)象。為保障連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，預(yù)應(yīng)力鋼束張拉應(yīng)符合以下規(guī)定：

（1）在持荷錨固后，量測(cè)兩端伸長(zhǎng)量之和不得超過計(jì)算值的±6%；

（2）全梁斷絲、滑絲數(shù)不能大于原設(shè)計(jì)鋼絲數(shù)量的5‰，且一束內(nèi)斷鋼絲不能多于1絲；

（3）各端鋼絲的回縮量之和，不能超過8mm；

（4）每端夾片外露量不得小于5mm。

根據(jù)各故障指示器提供的證據(jù)，按照第2.4節(jié)步驟利用Matlab計(jì)算可得不同區(qū)段發(fā)生故障的可信度，如表5所示。

1.5 溫度因素

溫度影響著高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋懸臂結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和線形，有時(shí)溫度變化導(dǎo)致的混凝土溫度應(yīng)力甚至?xí)笥谟珊奢d引起的應(yīng)力。施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)和控制，要做好降溫措施。指派專人按時(shí)定點(diǎn)檢查混凝土內(nèi)部與環(huán)境溫度，同時(shí)做好保養(yǎng)。例如拆模維護(hù)前用編織布包裹并遮陽，并不斷噴水降溫保養(yǎng)；模具拆卸后及時(shí)用雙層的塑膠布料包裹于混凝土表層上，并使包覆物完好無損，且相互銜接整齊；從箱梁內(nèi)部通入高壓管道并設(shè)置灑水龍頭，以高壓水泵不斷地向箱室內(nèi)噴射水，進(jìn)行減溫保養(yǎng)。

1.6 施工管理

現(xiàn)場(chǎng)施工管理影響著連續(xù)梁橋懸臂施工的質(zhì)量和進(jìn)度，完善合理高效的施工管理系統(tǒng)可有效提高施工效率和質(zhì)量控制的可靠性，是保障高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋懸臂施工保質(zhì)保期完成的關(guān)鍵。

2 施工質(zhì)量控制內(nèi)容

高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋懸臂結(jié)構(gòu)施工中，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容完成某一階段主橋梁的施工任務(wù)后，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的標(biāo)高和應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將實(shí)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)值進(jìn)行誤差分析，明確誤差產(chǎn)生的原因和存在的問題，將其作為下階段施工調(diào)整的依據(jù)。通過控制方法來解決施工中存在的問題，達(dá)到施工質(zhì)量控制的目的，從而能夠保證施工質(zhì)量，主要控制內(nèi)容包括線形控制、應(yīng)力控制、穩(wěn)定性控制、安全控制。

2.1 線形控制

由前文分析可知，橋梁線形受到多方面的因素影響，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)正在施工的橋梁進(jìn)行線形監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行偏差調(diào)整，以指導(dǎo)下一步施工，保證施工質(zhì)量[2]。線形控制主要是對(duì)各節(jié)段模板標(biāo)高、梁頂標(biāo)高以及梁體撓度進(jìn)行控制，懸臂施工線形控制允許誤差范圍如表1所示。

表1 懸臂施工線形控制允許誤差范圍

線形控制中，監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性非常重要。為了保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確性，要求各個(gè)監(jiān)測(cè)斷面選取合理，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置足夠穩(wěn)固，避免受到外界的干擾，從而確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。以0#塊監(jiān)測(cè)為例，可布設(shè)4個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)斷面共設(shè)有5個(gè)測(cè)點(diǎn)，各點(diǎn)分別設(shè)在箱梁的翼緣板中心、腹層中心線、腹板單元連接的中心線部位，如圖1所示。梁體澆筑過程中，懸臂結(jié)構(gòu)混凝土梁頂高程測(cè)量樁可按圖2布置，高程測(cè)量樁布置在每一梁段的前部頂面處邊界約0.2m區(qū)域內(nèi)，并在橋梁中央及兩端處共預(yù)設(shè)了5個(gè)觀測(cè)樁，樁頂高度高于混凝土頂面處10mm，同時(shí)在掛籃前端模板頂面處布置臨時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可在混凝土施工過程中監(jiān)測(cè)掛籃變形情況，為調(diào)節(jié)混凝土橫橋方向提供依據(jù)。

圖1 0#塊觀測(cè)點(diǎn)布置圖

圖2 高程測(cè)量樁布置示意圖

2.2 應(yīng)力控制

應(yīng)力控制同樣也是高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋懸臂結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制中的重要內(nèi)容，如果缺少合理的內(nèi)部應(yīng)力控制措施，將增加結(jié)構(gòu)受到破壞的概率。因此，必須要加強(qiáng)對(duì)應(yīng)力的控制，加強(qiáng)對(duì)應(yīng)力的監(jiān)測(cè)，尤其是對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，需要保證某一階段結(jié)構(gòu)應(yīng)力符合設(shè)計(jì)要求后，才能展開后續(xù)的施工，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，施工過程中各種荷載作用引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力值與設(shè)計(jì)值之間的誤差應(yīng)控制在±5%。監(jiān)測(cè)過程中如果發(fā)結(jié)構(gòu)應(yīng)力異常，應(yīng)立即停止施工并查明原因，經(jīng)處理后方可繼續(xù)施工，以保障施工質(zhì)量。

2.3 穩(wěn)定控制

除了橋梁構(gòu)件之外，施工過程中使用的各種輔助結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也是穩(wěn)定控制的重要內(nèi)容，包括支撐、掛籃等，這些構(gòu)件的穩(wěn)定性也必須符合相關(guān)規(guī)定，才能保證施工的順利進(jìn)行。

2.4 安全控制

安全控制是高速鐵路大跨度連續(xù)梁橋懸臂結(jié)構(gòu)施工最為重要的控制內(nèi)容，是各項(xiàng)工作開展的基礎(chǔ)，既要確保施工人員的生命安全，也要確保施工安全。安全控制是施工質(zhì)量控制的核心，是其他三項(xiàng)控制內(nèi)容的綜合體現(xiàn)，加強(qiáng)對(duì)施工安全的控制，也是施工質(zhì)量和施工進(jìn)度的重要保障。

3 結(jié)束語

高速鐵路大跨度橋梁施工過程較為復(fù)雜，對(duì)施工的要求較高，且容易受到多方面的影響。因此，對(duì)于高速鐵路大跨度橋梁施工環(huán)節(jié)和施工控制的研究必不可少。本文分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)（截面尺寸、材料彈性模量和混凝土容重）、計(jì)算模型、立模標(biāo)高、預(yù)應(yīng)力鋼束張拉和施工溫度對(duì)懸臂施工質(zhì)量控制的影響，提出必須從線性控制、應(yīng)力控制、穩(wěn)定性控制和安全控制四個(gè)方面加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，從而保證高速鐵路橋梁施工的質(zhì)量。