張淑梅

（河北高速公路集團(tuán)有限公司張涿分公司，河北 涿州 072750）

0 引言

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的幾何線形與內(nèi)力狀態(tài)不僅與設(shè)計(jì)有關(guān)，而且還依賴于科學(xué)合理的施工方法。如何通過對(duì)施工過程的控制，在竣工后得到預(yù)先設(shè)計(jì)的應(yīng)力狀態(tài)和幾何線形，是大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。同時(shí)，橋梁施工控制的目的是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，保證橋梁成橋橋面線形受力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求，施工控制的結(jié)果為大型橋梁實(shí)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)提供了依據(jù)。

1 工程概況

某大橋跨徑組合為55m+90m+55m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，為全預(yù)應(yīng)力單箱雙室結(jié)構(gòu)，箱寬19.75m，懸臂標(biāo)準(zhǔn)寬度為3.5m，采用C50混凝土。箱梁頂板設(shè)置2.0%單向橫坡，根部梁高5.5m，跨中梁高2.5m，梁高按1.8次拋物線變化；箱梁腹板在墩頂范圍內(nèi)厚90cm，其余梁段腹板厚度由75cm變至50cm；箱梁底板厚除0號(hào)梁段橫隔板范圍內(nèi)為90cm外，其余各梁段底板厚從箱梁根部的65cm以1.8次拋物線漸變至跨中截面的32cm；箱梁頂板在墩頂范圍內(nèi)厚50cm，其余梁段頂板厚度為30cm。

箱梁為全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，頂板束采用19?s15.24鋼絞線，腹板束采用19?s15.24、21?s15.24鋼絞線，邊跨底板束采用15?s15.24鋼絞線，邊跨頂板合龍束采用19?s15.24鋼絞線，中跨頂、底板合龍束均采用17?s15.24鋼絞線，橫、豎向預(yù)應(yīng)力束采用3?s15.24鋼絞線。所有預(yù)應(yīng)力鋼絞線均采用《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T 5224—2014）中的預(yù)應(yīng)力值為1860MPa的低松弛鋼絞線。

2 施工方案

箱梁0#梁段長(zhǎng)10.0m，兩側(cè)各布置11個(gè)對(duì)稱梁段。1#～11#梁段采用掛籃懸臂澆筑施工，13#～15#節(jié)段為邊跨搭架現(xiàn)澆段。12#節(jié)段為邊、中跨的合龍段，長(zhǎng)2.0m。施工時(shí)首先進(jìn)行邊跨合龍，然后進(jìn)行中跨合龍。施工過程如下：①0#梁段施工；②1#梁段懸臂澆筑施工；③2#梁段～11#梁段懸臂澆筑施工；④邊跨現(xiàn)澆段施工；⑤邊跨合龍段施工；⑥中跨合龍段施工。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控的重點(diǎn)內(nèi)容

3.1 主梁線形測(cè)量

3.1.1 主梁撓度、軸線和頂面高程測(cè)量

為了開展預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋主梁撓度、軸線的精確測(cè)量，首先，需要對(duì)公路橋梁的觀測(cè)點(diǎn)位置進(jìn)行確定。每個(gè)懸臂端梁頂部可預(yù)置一個(gè)中心線點(diǎn)和4個(gè)相對(duì)高度較高的觀測(cè)點(diǎn)。為了有利于觀測(cè)，這些觀測(cè)點(diǎn)可以用鮮紅色油漆進(jìn)行標(biāo)注。其次，應(yīng)用水準(zhǔn)儀測(cè)量主梁的頂面高程，在主梁頂面混凝土截面上設(shè)定4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，針對(duì)不同的施工階段，運(yùn)用不同的測(cè)量方式對(duì)某一段主梁進(jìn)行測(cè)量，隨后取每次測(cè)量的平均值作為測(cè)量結(jié)果，并且對(duì)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行校正。

在軸線測(cè)量時(shí)，可應(yīng)用鋼尺和全站儀通過視準(zhǔn)法查驗(yàn)誤差，精確測(cè)量軸線中心線的前端。需要注意的是，當(dāng)應(yīng)用目測(cè)法開展軸線測(cè)量時(shí)，軸線中心線的后視點(diǎn)應(yīng)超過過渡墩，隨后從遠(yuǎn)點(diǎn)往近距離移動(dòng)。通過精確測(cè)量主梁在不同施工環(huán)節(jié)的撓度轉(zhuǎn)變值和中心線偏移值，可以明確支模的高程值，也可以獲得主梁頂面的具體高程值，隨后將支模標(biāo)高值與具體標(biāo)高值進(jìn)行比較，從而達(dá)到控制施工質(zhì)量的目的。

3.1.2 同跨兩邊對(duì)稱截面高差

在橋梁工程同一跨度施工中，若兩側(cè)施工進(jìn)度相同，則可以直接測(cè)量對(duì)稱截面的相對(duì)高差。若兩側(cè)施工進(jìn)度不一致，則兩側(cè)相對(duì)高差的測(cè)量沒有可比照性。在測(cè)量過程中，可以將施工速度更快的一側(cè)與施工速度慢的一側(cè)進(jìn)行高差對(duì)比測(cè)量。并且進(jìn)行多次測(cè)量后取數(shù)據(jù)的平均值，作為同跨兩邊對(duì)稱截面的高差，從而為施工質(zhì)量的控制提供數(shù)據(jù)依據(jù)。另外，還需要對(duì)施工各個(gè)階段主梁的線性變換進(jìn)行定期和不定期的測(cè)量，確保線性變換在可控的范圍內(nèi)，使得橋梁工程的施工具有統(tǒng)一性。

3.1.3 主梁立模標(biāo)高測(cè)量

一般選用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量模板標(biāo)高，應(yīng)挑選溫差小的時(shí)間段，盡可能降低環(huán)境要素導(dǎo)致的誤差。模板安裝后，施工方應(yīng)開展模板標(biāo)高測(cè)量，并記錄施工后的模板高程。施工人員應(yīng)在每個(gè)施工環(huán)節(jié)中多次測(cè)量立模標(biāo)高，工程監(jiān)理還應(yīng)進(jìn)行檢查，保證立模標(biāo)高在正常范疇內(nèi)。并且統(tǒng)計(jì)主梁立模標(biāo)高在混凝土材料養(yǎng)護(hù)過程中的變化情況，若發(fā)現(xiàn)任何問題，應(yīng)馬上分析原因并采取有效的解決辦法。

3.2 線形控制

大跨度混凝土剛構(gòu)橋無論選用哪種施工方式，都會(huì)造成公路橋梁結(jié)構(gòu)的變形。若具體部位誤差比較大，則無法確保橋梁工程主梁的正常合龍，因而，為了確保撓度誤差在合理的范圍內(nèi)，確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要開展線形控制。

橋梁工程主梁施工中的線形控制可分成平面控制和豎向控制兩部分。平面控制可確保公路橋梁中心線在水平面內(nèi)，若是直線公路橋梁，平面控制就會(huì)很容易；若是曲線公路橋梁，需要對(duì)其結(jié)構(gòu)開展分析，并采取一定的防范對(duì)策，以保證滿足設(shè)計(jì)要求；豎向控制是在梁截面上設(shè)定一些測(cè)試點(diǎn)，并應(yīng)用這些點(diǎn)開展高程和線形控制。豎向線形控制在預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋工程施工中起著關(guān)鍵作用，若豎向線形控制沒有做好，將造成誤差比較大，公路橋梁無法合龍。因此，只有做好豎向線形控制，才能保障公路橋梁合龍成功。除此之外，豎向線形控制不僅將造成橋面恒載過大，還會(huì)造成預(yù)應(yīng)力鋼筋偏角擴(kuò)大，這也將影響公路橋梁的外觀。因而，在公路橋梁工程施工中，務(wù)必要加強(qiáng)對(duì)豎向線形的控制，保證公路橋梁線形達(dá)到預(yù)期的效果。

3.3 撓度和預(yù)拱度控制

在連續(xù)剛構(gòu)橋掛籃懸臂澆筑過程中，每個(gè)箱梁的施工可分成3個(gè)步驟：掛籃前行、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉。為了確保箱梁施工不同階段的撓度變化，需要測(cè)量混凝土澆筑和預(yù)應(yīng)力張拉前后的撓度。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，應(yīng)注重環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，可以挑選早晨或傍晚溫度比較低的時(shí)候進(jìn)行測(cè)量。在工程施工過程中，應(yīng)多次精確測(cè)量各梁段的撓度，便于通過撓度變化對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行控制，若出現(xiàn)撓度超過設(shè)計(jì)值，應(yīng)該及時(shí)開展校正工作，保證箱梁懸臂端合龍的順利實(shí)施。

預(yù)拱度設(shè)定是主梁對(duì)中控制的主要內(nèi)容之一。在連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁施工中，預(yù)拱度的數(shù)值一般由設(shè)計(jì)單位與施工單位根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況給出設(shè)定方案，監(jiān)理工程師確立后方可開展施工。預(yù)拱度的設(shè)定必須是科學(xué)的，可以合理地減少施工過程中造成的各種影響。因而，每個(gè)澆筑環(huán)節(jié)的撓度和模板標(biāo)高需要在工程施工環(huán)節(jié)明確。

3.4 施工過程溫度控制

溫度對(duì)主梁撓度有重要影響，溫度變化主要體現(xiàn)日照和季節(jié)溫度變化。對(duì)于日照溫差控制，主要通過在橋墩和主梁埋設(shè)溫度傳感器，進(jìn)行實(shí)測(cè)獲得實(shí)際溫度差，了解日照溫差對(duì)主梁產(chǎn)生的影響規(guī)律，可以為橋梁施工線形和內(nèi)力控制提供溫度依據(jù)。季節(jié)溫差對(duì)主梁撓度影響不是很大，只是在成橋之后，季節(jié)溫差變化可以使橋墩產(chǎn)生軸向收縮，會(huì)對(duì)主梁產(chǎn)生一定影響。

4 監(jiān)控實(shí)施方案

4.1 應(yīng)力監(jiān)測(cè)

在該連續(xù)剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)的截面（跨中截面、0號(hào)塊截面根部和1/4截面）布置應(yīng)力測(cè)點(diǎn)，主橋每幅橋梁應(yīng)力監(jiān)測(cè)截面上各布置9個(gè)，全橋兩幅共計(jì)18個(gè)監(jiān)測(cè)截面，全橋應(yīng)力測(cè)點(diǎn)共108個(gè)。

4.2 線形監(jiān)測(cè)

為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主梁在整個(gè)施工過程中的線形，更好地對(duì)連續(xù)梁橋掛籃懸臂施工過程中主梁標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)控，每施工節(jié)段設(shè)一個(gè)測(cè)試截面，主橋兩幅共計(jì)114個(gè)測(cè)試斷面（每幅57個(gè)截面）。線形監(jiān)測(cè)的過程中，需要對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋的預(yù)拱度進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，制作預(yù)拱度分為施工預(yù)拱度和成橋預(yù)拱度兩個(gè)部分。其中施工預(yù)拱度是指在節(jié)段施工過程中，為抵消各種因素對(duì)各箱梁現(xiàn)澆節(jié)段在相應(yīng)階段產(chǎn)生的總位移而設(shè)置的。影響箱梁現(xiàn)澆節(jié)段位移的因素有箱梁各節(jié)段的結(jié)構(gòu)自重、箱梁混凝土施工階段產(chǎn)生的收縮徐變、預(yù)應(yīng)力筋束張拉產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力、掛籃和模板的重量、二期恒載等。因此，通過預(yù)拱度的監(jiān)測(cè)，減少這些因素的影響。

4.3 溫度監(jiān)測(cè)

所有應(yīng)力測(cè)點(diǎn)中均帶有溫度傳感器，在應(yīng)力測(cè)試的同時(shí)進(jìn)行溫度監(jiān)控。溫度監(jiān)控的誤差率應(yīng)該控制在0.1℃以內(nèi)，溫度測(cè)量與應(yīng)力測(cè)量同步。

5 結(jié)果分析

5.1 應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果

本次應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果以左幅3-3截面和5-5截面為例，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1。

表1 各施工階段應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果 單位：MPa

從表1可以看出，該大橋主橋左幅3-3截面和5-5截面頂板和底板實(shí)測(cè)應(yīng)力均為壓應(yīng)力，未出現(xiàn)拉應(yīng)力，應(yīng)力控制較好。將實(shí)測(cè)應(yīng)力數(shù)據(jù)與理論應(yīng)力數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知，該主橋?qū)崪y(cè)應(yīng)力和理論應(yīng)力曲線趨勢(shì)一致，實(shí)測(cè)應(yīng)力均比理論應(yīng)力值小，在施工過程中，橋梁結(jié)構(gòu)受力始終處于受控狀態(tài)，應(yīng)力監(jiān)測(cè)情況滿足施工控制的要求。

5.2 線形監(jiān)測(cè)結(jié)果

該主橋箱梁施工完成后，測(cè)量左右幅箱梁頂面標(biāo)高可知：成橋線形與目標(biāo)線形的相對(duì)高差在-14.81～15.91mm，在設(shè)計(jì)允許的±20mm精度范圍內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。

5.3 溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果

本次溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果以左幅3-3截面為例。測(cè)試溫度受環(huán)境及混凝土水化反應(yīng)影響，隨著施工的不斷推進(jìn)，水化反應(yīng)逐步完成，因此水化熱也逐漸下降，橋梁各測(cè)點(diǎn)的溫度測(cè)試值逐漸降低最后趨于穩(wěn)定。

6 結(jié)語

通過對(duì)該大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋進(jìn)行施工監(jiān)控，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括應(yīng)力、線形和溫度監(jiān)測(cè)，得出結(jié)論如下：

（1）該大橋主橋?qū)崪y(cè)應(yīng)力和理論應(yīng)力曲線趨勢(shì)一致，實(shí)測(cè)應(yīng)力均比理論應(yīng)力值小，在施工過程中，橋梁結(jié)構(gòu)受力始終處于受控狀態(tài)，應(yīng)力監(jiān)測(cè)情況滿足施工控制的要求。

（2）成橋線形與目標(biāo)線形的相對(duì)高差范圍在-14.81～15.91mm，在設(shè)計(jì)允許的±20mm精度范圍內(nèi)，線形控制符合設(shè)計(jì)要求。

（3）橋梁主梁結(jié)構(gòu)施工過程中，主梁內(nèi)力和結(jié)構(gòu)變形均得到了較好的控制，主橋施工全過程屬于受控狀態(tài)，結(jié)構(gòu)各項(xiàng)成橋指標(biāo)表現(xiàn)良好。