鋼混組合簡(jiǎn)支桁梁的橫移施工監(jiān)控

李浩

(廣州鐵路(集團(tuán))公司，廣東廣州510088)

鋼混組合簡(jiǎn)支桁梁的橫移施工監(jiān)控

李浩

(廣州鐵路(集團(tuán))公司，廣東廣州510088)

贛韶鐵路疏解線韶關(guān)湞江特大橋第14跨為鋼混組合簡(jiǎn)支桁梁結(jié)構(gòu)，由于上跨京廣鐵路上下行線，因此采用側(cè)位澆筑、橫移落梁就位的施工方案，桁梁橫移距離33.3 m，兩側(cè)墩頂滑道梁采用4跨連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)。本文對(duì)桁梁橫移過(guò)程中影響安全的諸多參數(shù)進(jìn)行分析和監(jiān)控，包括對(duì)滑道梁強(qiáng)度和剛度進(jìn)行檢算，在橫移過(guò)程中對(duì)滑道梁和桁梁進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保了桁梁橫移施工安全，可為同類結(jié)構(gòu)橋梁施工提供借鑒。

桁梁橫移 滑道梁 監(jiān)測(cè) 安全

1 工程概述

贛韶鐵路疏解線韶關(guān)湞江特大橋全長(zhǎng)2.3 km，其中第14跨上跨京廣鐵路上下行線，交匯夾角為30°，為下承式鋼—混凝土組合簡(jiǎn)支桁梁結(jié)構(gòu)，為了減少施工過(guò)程中對(duì)京廣鐵路影響，采用側(cè)位澆筑、橫移落梁就位的施工方案，橫移距離33.3 m。

該組合簡(jiǎn)支桁梁全長(zhǎng)90.0 m(含兩側(cè)梁端至支座中心各1.0 m)，橋面系部分采用預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁結(jié)構(gòu)，橋面以上采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，桁高10.0 m，節(jié)間距11.0 m，兩片主桁中心距6.7 m，自重22 360 kN，桁梁立面布置如圖1所示，桁梁橫移施工示意如圖2。

圖1 桁梁立面布置(單位:cm)

圖2 桁梁橫移施工示意(單位:cm)

2 影響因素

影響桁梁平穩(wěn)、安全橫移的因素有以下3個(gè)方面:

1)牽引機(jī)構(gòu)的有效性和同步性;

2)兩側(cè)墩頂滑道梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、平順性和可靠性;

3)桁梁在橫移過(guò)程中的穩(wěn)定性。

牽引機(jī)構(gòu)的有效性和同步性可通過(guò)工廠試?yán)忍崆霸囼?yàn)進(jìn)行保證;滑道梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、平順性和可靠性可通過(guò)對(duì)滑道梁強(qiáng)度和剛度進(jìn)行驗(yàn)算，并在橫移過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)行控制;桁梁的穩(wěn)定性通過(guò)對(duì)其幾何線形及桁梁兩端平移距離進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，確保橫移過(guò)程中桁梁不出現(xiàn)較大扭轉(zhuǎn)，以防造成預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁開(kāi)裂和組合桁梁失穩(wěn)。

3 滑道梁驗(yàn)算

橫移的桁梁自重22 360 kN，4個(gè)支點(diǎn)單個(gè)反力為5 590 kN，同一梁端2個(gè)支點(diǎn)間距6.7 m。兩側(cè)滑道梁材料為Q345C級(jí)鋼，截面為雙工字梁橫向拼接箱形，13#，14#墩頂滑道梁最大跨度分別為16.7，14.2 mm，14#墩頂滑道梁截面高2.0 m，13#墩頂滑道梁跨中加高至2.4 m。將單側(cè)滑道梁梁頂荷載模擬為移動(dòng)荷載作用于滑道梁頂面，桁梁橫移過(guò)程中13#墩頂滑道梁受力如圖3所示。13#，14#墩頂滑道梁最大跨跨中計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

圖3 桁梁橫移過(guò)程中13#墩頂滑道梁受力示意(單位:kN)

表1 桁梁橫移過(guò)程中13#，14#墩頂滑道梁最大跨跨中計(jì)算結(jié)果

4 監(jiān)測(cè)結(jié)果

4.1 滑道梁監(jiān)測(cè)

該桁梁橫向平移距離達(dá)33.3 m，受京廣鐵路天窗時(shí)間較短限制，分6 d橫移到位，橫移過(guò)程中對(duì)兩側(cè)滑道梁墩頂及最大跨跨中上、下緣應(yīng)力及撓度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。為防止滑道梁組合箱形截面出現(xiàn)扭曲失穩(wěn)現(xiàn)象，進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)時(shí)在滑道梁組合箱形截面兩側(cè)下緣均布置應(yīng)力測(cè)點(diǎn)。13#，14#墩頂滑道梁應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置如圖4所示。桁梁橫移過(guò)程中13#，14#墩頂滑道梁最大跨跨中監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

13#墩頂滑道梁最大跨跨中下緣單個(gè)測(cè)點(diǎn)最大實(shí)測(cè)應(yīng)力值為144.4 MPa，下緣平均最大應(yīng)力值為118.6 MPa;14#墩頂滑道梁最大跨跨中下緣單個(gè)測(cè)點(diǎn)最大實(shí)測(cè)應(yīng)力值為200.6 MPa，下緣平均最大應(yīng)力值為167.4 MPa;13#，14#墩頂滑道梁最大跨跨中平均最大撓度分別為23.40 mm與20.06 mm。

4.2 桁梁監(jiān)測(cè)

在桁梁兩側(cè)布置幾何線形測(cè)點(diǎn)及鋼桁三維坐標(biāo)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)桁梁橋橫移過(guò)程中豎向變形情況及兩端同步性和桁架穩(wěn)定性，測(cè)點(diǎn)布置如圖5所示。

圖4 13#，14#墩頂滑道梁應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置示意

表2 桁梁橫移過(guò)程中13#，14#墩頂滑道梁最大跨跨中監(jiān)測(cè)結(jié)果

圖5 桁梁幾何線形及鋼桁三維坐標(biāo)測(cè)點(diǎn)布置示意

桁梁橫移前后，跨中豎向向上起拱(左側(cè)6.21 mm，右側(cè)7.20 mm)，符合桁梁橋在混凝土收縮徐變作用下整體向上起拱趨勢(shì)，起拱數(shù)值較小。

橫移過(guò)程中鋼桁三維測(cè)點(diǎn)橫移距離監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。可見(jiàn)，桁梁與混凝土槽形梁間存在輕微扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在第4 d時(shí)扭轉(zhuǎn)值最大，13#墩頂鋼桁頂面相對(duì)混凝土槽形梁向橫移方向后傾3.17 cm，此時(shí)14#墩頂鋼桁前傾0.29 cm，相對(duì)扭轉(zhuǎn)3.46 cm。在橫移至第5 d時(shí)，13#墩頂梁端橫移速度較快，橫移距離達(dá)到26.337 9 m，比14#墩頂梁端超出18.33 cm，導(dǎo)致滑船卡死，最后一天進(jìn)行調(diào)整后橫移到位，其中13#墩頂梁端橫移33.205 5 m，14#墩頂梁端橫移33.195 6 m，13#墩頂梁端橫移距離較14#墩頂梁端遠(yuǎn)0.009 9 m。

表3 橫移過(guò)程中鋼桁三維測(cè)點(diǎn)橫移距離監(jiān)測(cè)結(jié)果m

5 異常數(shù)據(jù)分析

1)13#墩頂滑道梁最大跨跨中截面下緣內(nèi)外側(cè)最大應(yīng)力實(shí)測(cè)值分別為144.4，92.8 MPa，14#墩頂為200.6，134.2 MPa，兩側(cè)應(yīng)力值差異分別為51.6，66.4 MPa，均是靠近桁梁跨中一側(cè)的應(yīng)力值偏大。這是由于桁梁自身的下?lián)纤拢f(shuō)明組合箱形滑道梁均有向桁梁跨中扭轉(zhuǎn)趨勢(shì)。

2)13#，14#墩頂滑道梁實(shí)測(cè)最大撓度與最大應(yīng)力較理論值偏大。經(jīng)分析，原因?yàn)楸O(jiān)測(cè)值中包含桁梁初始靜止?fàn)顟B(tài)下最大跨跨中存在的豎向反拱值。修正后理論值:13#墩頂24.84 mm，175.7 MPa;14#墩頂21.23 mm，170.7 MPa。實(shí)測(cè)值略小于理論值，與預(yù)期相符。

3)桁梁左、右側(cè)豎向變形基本對(duì)稱，當(dāng)單側(cè)兩支點(diǎn)位于滑道梁支撐立柱兩側(cè)時(shí)，桁梁存在相對(duì)扭轉(zhuǎn)，但扭轉(zhuǎn)值很小。

6 結(jié)論

1)組合簡(jiǎn)支桁梁橫移施工監(jiān)測(cè)過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)滑道梁自重作用效應(yīng)較小，可忽略其影響。

2)多跨式滑道梁在上部桁梁自重作用下存在初始受力變形，后期橫移施工監(jiān)測(cè)過(guò)程中需考慮這部分初值。

3)滑道梁采用組合鋼箱梁截面形式，鋼箱梁截面存在較為明顯的扭轉(zhuǎn)受力現(xiàn)象，在以后的設(shè)計(jì)中應(yīng)加強(qiáng)橫向聯(lián)系，降低鋼箱梁由于局部失穩(wěn)而造成滑道梁傾覆的危險(xiǎn)性。

4)通過(guò)監(jiān)測(cè)鋼桁的三維坐標(biāo)，能有效地控制桁梁兩側(cè)梁端的橫移進(jìn)度，保證桁梁在橫移過(guò)程中的穩(wěn)定性。

［1］周會(huì)軍.大噸位橋梁橫移落梁施工技術(shù)［J］.鐵道建筑技術(shù)，2003(4):9-11.

［2］劉真.鐵路既有線橋梁的橫移施工［J］.鐵道建筑，2004 (1):13-17.

［3］中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵建設(shè)［2010］241號(hào)高速鐵路橋涵施工技術(shù)指南［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2010.

［4］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB 10415—2003鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2003.

［5］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB 10101—2009鐵路工程測(cè)量規(guī)范［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

(責(zé)任審編周彥彥)

U445.461

A

10.3969/j.issn.1003-1995.2015.06.11

1003-1995(2015)06-0038-03

2015-01-13;

2015-03-04

李浩(1980—)，男，湖南懷化人，高級(jí)工程師，碩士。