閆忠斌,伏亞鋒
(貴州貴黃高速公路有限公司,貴州 黔南 551300)
甘溪特大橋?yàn)?55 m+300 m+155 m 雙肢高薄壁墩雙幅三跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu),見圖1。主橋分幅設(shè)計(jì),兩幅橋凈距為3.5 m,左右線共用承臺、樁基,單幅橋?qū)挒?0.25 m。19#主墩高85 m,20#主墩高129 m,主墩單肢尺寸:450 cm(順橋向尺寸)×625 cm(橫橋向尺寸),順橋向墩壁壁厚120 cm;橫橋向墩壁壁厚100 cm。主墩順橋向雙肢間,除墩頂0#處主梁聯(lián)結(jié)外,在主梁下弦根部與主墩連接處設(shè)順橋向橫梁聯(lián)結(jié)。該處橫梁梁高950 cm,頂、底板厚為120 cm,腹板厚120 cm。
圖1 甘溪特大橋總體布置圖(單位:cm)
大橋跨度大、墩高,受合龍溫度及運(yùn)營狀態(tài)主梁收縮徐變影響,主墩會發(fā)生縱向偏位,對主墩結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生不利影響,為改善后期主墩受力狀態(tài)在中跨合龍前對合龍口進(jìn)行頂推[1]。
根據(jù)計(jì)算仿真分析,考慮合龍溫度與設(shè)計(jì)溫度的差異引的溫度效應(yīng)、混凝土收縮徐變效應(yīng)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在中跨合龍前對左、右幅中跨合龍口進(jìn)行同步反頂,頂推力大小為2 500 kN(分4 級頂推),頂推點(diǎn)位置在主梁截面的形心位置。
現(xiàn)場頂推施工流程為:中跨合龍口臨時(shí)配重施加(合龍高差在10 以內(nèi),只施加合龍段換重的重量)→進(jìn)行模板施工(注意縱向不要鎖定)→合龍段鋼筋綁扎(注意縱向鋼筋不要連接)→合龍口勁性骨架安裝(只焊接一側(cè))→頂推設(shè)施安裝→分級頂推→頂推完成后進(jìn)行合龍口勁性骨架鎖定,模板、縱向鋼筋鎖定→混凝土澆筑等[2]。
頂推過程中對主墩應(yīng)力、合龍口位置、墩頂位移、支座偏位進(jìn)行監(jiān)測,如出現(xiàn)異常情況立即停止頂推進(jìn)行問題分析處理后再進(jìn)行下一步施工。為及時(shí)準(zhǔn)確地獲取數(shù)據(jù),在S35#節(jié)段前端(中跨最大懸臂節(jié)段)、0#節(jié)段中心、S37’#節(jié)段(邊跨伸縮縫位置)布置線形測點(diǎn),主墩的應(yīng)力測點(diǎn)布置墩底附近布置監(jiān)測斷面,具體測點(diǎn)布置如圖2 所示,左、右副測點(diǎn)布置一樣,線形測點(diǎn)在S35#節(jié)段測試斷面布置2 個測點(diǎn),其他斷面布置一個測點(diǎn)。
圖2 頂推監(jiān)測斷面布置圖
監(jiān)測方法:線形監(jiān)測采用高精度全站儀進(jìn)行,采用后方交匯,應(yīng)力監(jiān)測采用應(yīng)力綜合測試儀人工監(jiān)測。
監(jiān)測頻率:(1)頂推前初始數(shù)據(jù)采集;(2)每次分級頂推后;(3)頂推完成后。
中跨合龍頂推時(shí)(頂推力2 500 kN)對合龍口高程、合龍口水平位移、墩頂偏位及支座偏位進(jìn)行了監(jiān)測,其中,合龍高程實(shí)測變化平均值左幅占計(jì)算值的70%,右幅占計(jì)算值的64%;合龍口水平位實(shí)測變化平均值左幅占計(jì)算值的63%,右幅占計(jì)算值的60%;墩頂偏位實(shí)測變化值平均值左幅占計(jì)算值的58%,右幅占計(jì)算值的59%;支座偏位變化平均值左幅占計(jì)算值的51%,右幅占計(jì)算值的54%[3]。具體值見表1~表3。
表1 溪特大橋中跨頂推左幅中跨合龍口豎向位移監(jiān)測
表2 甘溪特大橋中跨頂推左幅中跨合龍口水平位移監(jiān)測
表3 甘溪特大橋中跨頂推左幅水平位移監(jiān)測
中跨合龍頂推時(shí)(頂推力2 500 kN)對主墩應(yīng)力測點(diǎn)進(jìn)行了監(jiān)測,由于數(shù)據(jù)較多只出加載50%和100%的數(shù)據(jù),加載50%時(shí)應(yīng)變實(shí)測占比42%,加載100%時(shí)應(yīng)變實(shí)測占比55%,實(shí)測應(yīng)變平均占比49%,如表4 所示。
表4 甘溪特大橋中跨合龍應(yīng)力實(shí)測
從頂推時(shí)線形和應(yīng)變監(jiān)測結(jié)果來看,頂推過程監(jiān)測實(shí)測值沒有超過計(jì)算值,頂推過程安全。實(shí)測和計(jì)算有一定差別,差別的主要原因是大橋的整體實(shí)際剛度和計(jì)算有一定的差別,在仿真計(jì)算過程中完全取用實(shí)際剛度是較復(fù)雜的、較難的,較好的修正方法是在施工過程根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對計(jì)算模型逐步修正。
在頂推控制過程中以實(shí)際頂推力為主,頂推位移為輔。在邊跨支座預(yù)偏時(shí)注意修正,根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)一般取理論計(jì)算值的50%~70%。
隨著橋梁事業(yè)的不斷發(fā)展,越來越多的大、高、難、新型橋梁拔地而起,施工難度越來越大,合龍頂推監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用將會越來越廣泛,通過既有文獻(xiàn)及現(xiàn)場實(shí)際操作數(shù)據(jù),甘溪特大橋合龍頂推監(jiān)測得出以下結(jié)論:(1)中跨合龍頂推過程是安全可控的;(2)頂推過程控制中以頂推力為主,頂推位移為輔;(3)仿真計(jì)算過程要注意整體剛度的修正;(4)在支座預(yù)偏時(shí)注意剛度修正,一般取理論計(jì)算值的50%~70%。