連續梁現澆施工膺架變形監測方法

柴樹森

(中鐵十二局集團四公司，陜西 西安 710021)

最近幾年，鐵路公路建設迅猛發展，交通發達、路網密布，加上大小江河水系等的通航環保需要，形成了各種形式的新建線路和既有線路水系之間的上跨下穿要求。上跨的解決方案多是采用跨徑比較大的連續梁橋。連續梁施工方案有掛籃懸臂，預制頂推、膺架和滿堂支架等形式。由于膺架施工成本低，對地形要求低等優點，因而在連續梁施工中得到了經常使用。在膺架施工中，由于該方法采用螺旋鋼管柱排架做豎向支撐，上覆貝雷梁，承載重量大，支撐點少，因此需對地基做條形基礎加強處理。另一方面就是對鋼管柱進行施工過程中的變形監測。在連續梁的施工規范中都有預壓監測這項內容，預壓也可以檢測支架的安全穩定性，這部分觀測變形量中更多的反映了梁底模和翼緣板底模的彈性及非彈性變形量。施工現場進行預壓也主要是為了獲取這兩項數據來進行梁底模標高控制。預壓觀測點受施工干擾多，不利于預壓觀測。而對管柱觀測不受施工干擾，能對支架進行連續不間斷的監測，及時反映支架的變形量大小，對支架的穩定性進行實時預報。在以前報道的連續梁支架垮塌造成的重大事故中，都是由于施工中膺架變形過大導致失穩引起的。在我們項目部的膺架連續梁施工中，依據連續梁分段澆筑整體張拉的特點，我們除了按規范進行預壓觀測外，為了掌握施工荷載對鋼管立柱產生的變形情況，又對鋼管柱進行了變形監測。下面就對膺架施工中鋼管柱變形監測的方法進行闡述。

1 點位設置

1)安設全站儀的工作基點離開膺架側面距離為10 m～20 m，根據連續梁長度及管柱排數設置2個～3個測站點，定向點距離測站點的距離為測站點到監測點距離的2倍～3倍即可，根據地形條件也可適當延長，但要求通視良好。

2)變形監測點設置在各跨的跨中排的鋼管柱上，對連續梁中跨跨中有多排鋼管柱，則逐一布設監測點。根據荷載均布特性和管柱受力分析，最大變形應發生在跨中的管柱上，我們現場只在A，B，C，D四排跨中管柱上設置監測點，與橋墩緊鄰的管柱抗變形能力大，受力相對較小，我們沒有對其進行變形監測(見圖1)。變形監測點統一設置在管柱頂部下方20 cm處，位于管柱的同一側，利于觀測(見圖2)。觀測點設置測距片，利用全站儀的免棱鏡測距功能進行觀測。

2 觀測方法

測站點和定向點按小三角形進行觀測平差，來保證測站點之間的相對精度，以使整個連續梁段支架的變形數據具有整體的一致性(見圖3)。

圖1 支架布置示意圖

圖2 觀測點布置示意圖

圖3 測站點及定向點布置示意圖

在工作基點OA(或OB)安設全站儀，后視定向點定向BP。定向采用有棱鏡測距定向，對定向點進行距離反測，對校核點OB(或OA)進行反測，進行測前校核。定向完畢，打開全站儀免棱鏡測距功能，逐一對管柱上變形點進行觀測，數據記錄見表1。

表1 變形觀測三維坐標表

3 觀測頻次

在管柱豎好后，進行首次觀測，作為初始值。鋪設貝雷片后進行第一次變形觀測，預壓期間管柱變形觀測頻次和梁底模預壓變形觀測相同，在混凝土澆筑過程中按0%，60%，100%三種荷載工況進行觀測。在縱向整體張拉后進行一次變形監測，在各階段混凝土澆筑施工過程中進行分段監測，在合龍段施工前后進行兩次對應管柱的整體觀測。在全連續梁體系轉換前后進行兩次全聯管柱的整體觀測。在貝雷梁拆除后再對管柱進行最后一次觀測。通過在混凝土施工過程中不間斷的觀察支架的變形情況，對發現有變形的可以在變形初期及時采取相應措施補救。

圖4 監測點三維變形曲線圖

4 數據處理

將采集到的平面坐標數據轉化為以連續梁橋中線為縱軸線，垂直于中線為橫軸的相對坐標系中。在相對坐標系中計算各點的順橋向和橫橋向以及高程三個方向的位移變化量。針對每個點的每項變形量繪制位移變化圖。位移變化圖以變化量為縱軸，以觀測次數等間隔繪制在橫軸上，從變形曲線上可以直觀變形變化情況。逐排逐點進行分析，監測點變形曲線見圖4。

5 結語

由于將變形觀測點設置于連續梁底模下面的管柱頂端，不受制梁施工干擾，可以從平面和高程兩方面測量變形連續獲取觀測數據，從支架的順橋向、橫橋向以及高程三方面對支架的變形進行監測和變形趨勢分析，便于對支架的變形原因分析和采取及時有效的變形處理措施。而加載預壓只反映了底模標高的彈性和非彈性變形量，用于調整和控制連續梁的底板底面標高，監測過程受施工因素干擾多，對支架的穩定性也更多是結果性的檢查。從現場變形監測數據分析來看，管柱豎向變形量較小為5 mm，順橋向和橫橋向變形較大為10 mm，是施工引起膺架變形的主要方面。因此，在膺架施工中，應加強管柱的縱橫向連接，增強管柱的整體性，限制管柱的縱橫向變形幅度，保證膺架的施工安全。

[1] TB 10101－2009，新建鐵路工程測量規范[S].

[2] 鐵建設[2010]241號，高速鐵路橋涵工程施工技術指南[S].

[3] TB 10752－2010，高速鐵路橋涵工程施工質量驗收標準[S].

[4] 李習文.跨鐵路現澆箱梁膺架法施工技術[J].山西建筑，2010，36(4):322－323.