合福高速鐵路江田特大橋主橋線形控制

吳世波

（中鐵十一局集團第一工程有限公司，湖北襄陽 441104）

1 工程概況

江田特大橋位于合（肥）福（州）高鐵江西德興市境內，跨越德昌高速公路及201省道。江田特大橋主橋采用跨徑（60 m+100 m+60 m）的雙線高速鐵路連續箱梁（設計時速為350 km/h，線間距為5 m），中心里程DK400+652.05，該橋在 DK400+627～DK400+672.1處（4#、5#墩之間）跨越在建德昌高速公路，梁體底板距離路面最小高差為9.64 m，線路與德昌高速公路斜交角41.1°；在DK400+735.3～DK400+745.4處（5#、6#墩之間）跨越 201省道，梁體底板距離路面最小高差為30.56 m，線路與201省道斜交角66.4°。該橋平面位于R=10 000 m圓曲線上，縱斷面位于-3.0‰的縱坡上。其總體布置圖如圖1所示。

江田特大橋主橋為單箱單室變高度直腹板連續箱梁，中支點處梁高7.85 m，跨中梁高為4.85 m,梁底下緣按二次拋物線變化,橋面設計為無碴道床，兩側均設人行道。箱梁頂寬12 m，箱梁底寬6.7 m。頂板厚度除梁端附近外均為40 cm；底板厚度40～120 cm；腹板厚度60～100 cm。全聯在端支點、中跨中及中支點處共設5個橫隔板。

連續箱梁采用縱、橫、豎向三維預應力體系，混凝土標號為C50，采用懸臂澆筑法施工，共分14個節段，其中0#塊長14 m，1#～13#塊分別長2.5 m×2+2.75 m×1+3.0 m×3+3.25 m×1+3.5 m×4+4 m×2，中跨及邊跨合攏段為2 m，邊跨現澆段9.75 m。

2 江田特大橋主橋連續梁施工工藝流程

江田特大橋主橋連續梁施工工藝流程見圖2所示。

3 線形控制的難點及措施

根據《客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》（鐵建設［2005］160號）梁段頂面高程差要求控制在±10 mm內，由于懸臂施工節段自重較大，模板間隙變形影響較大，以及掛籃左右變形的不一致性，造成每個節段施工時掛籃及模板均有非彈性變形的成分，因此給線形控制帶來了一定的難度。結構在最大懸臂狀態下需進行體系轉換，將原來固定的支座轉為活動支座，釋放固定支座的轉動位移，使得懸臂端的位移發生變化，這也是線形控制的難點之一。

為了使梁段頂面高程在規范規定的誤差范圍內，在江田特大橋主橋線形控制過程中采取了下述技術性措施：

（1）采用高精度的高程測量標準。在梁段高程測量過程均采用2等水準測量，并每半個月對測量基點進行復核，每個節段懸臂端進行多點布置，監測斷面不同位置高程的變化，同時監測掛籃左右變形的不一致性。

（2）及時測量鋼筋、混凝土及預應力的物理參數、箱梁的幾何參數及環境參數，通過各參數的敏感性分析，找出顯著影響主梁位移的關鍵參數，對關鍵參數進行重點控制。

（3）對實測的變形與理論變形的誤差進行分析，找出誤差產生的主要原因，采用合適的方法預測下一節段立模標高，并比較每次預測的變形和實際變形，并對下次預測進行修正。

（4）保持T構兩端平衡施工，避免由于不平衡力造成T構施工過程產生差異變形量。

4 結構仿真分析

圖1 江田特大橋主橋立面布置圖（標高：m；長度單位：cm）

圖2 懸澆連續施工工藝流程圖

采用有限元軟件MIDAS/Civil 2010，將全橋簡化為梁單元進行施工過程仿真分析,共劃分147個節點,146個單元，40個施工階段,全橋有限元模型見圖3所示。結構仿真計算包括各施工階段、成橋階段及運營階段變形、應力計算,其目的在于驗證結構的安全性及確定各施工工況目標狀態和成橋目標狀態。

與監測工況相對應，每一節段懸臂澆筑施工分為六種工況進行模擬：掛籃走行前、掛籃走行后、混凝土澆筑前、混凝土澆筑后、預應力張拉前、預應力張拉后。

5 結構參數敏感性分析

針對該橋的實際情況,主要對如下結構參數進行敏感性分析:（1）混凝土自重增加5%；（2）混凝土彈性模量增大10%；（3）截面頂板、腹板、底板增大 2 cm；（4）截面梁高增大 5 cm；（5）預應力增大5%。通過計算分析,得到各參數變化對主梁成橋累計位移的影響，見圖4所示。

圖3 江田特大佐主橋有限元模型

圖4 各結構參數變化對主梁成橋累計位移的影響曲線圖

從圖4可知,主梁預應力增大5%、混凝土自重增大5%對成橋狀態下主梁標高都有較大的影響,是要重點識別的結構參數；而梁高增大5 cm、截面頂板、腹板、底板增大2 cm、混凝土彈性模量增大10%對主梁成橋累積位移影響很小,屬結構非敏感性參數,在理論計算對結構參數修正時,可不考慮其影響。

6 結語

（1）經過各節段的線形監測及施工過程控制后，江田特大橋主橋于2011年11月28日順利合攏，橋面高程與設計高程的誤差在規范允許范圍內。圖5為合攏后的江田特大橋主橋。

圖5 合攏后的江田特大橋主橋實景

（2）主梁自重、主梁預應力是連續梁橋的結構敏感性參數,在施工控制中需要重點關注；而主梁彈性模量、梁高及截面頂板厚、腹板厚、底板厚的變化,在理論計算對結構參數修正時,可不考慮其影響。

[1]TZ 324-2010，鐵路預應力混凝土連續梁（剛構）懸臂澆筑施工技術指南[S].

[2]TB 10621-2009（J971-2009），高速鐵路設計規范（試行）[S].