多跨連續梁施工及監控技術研究

田江云(中鐵二十二局集團第二工程有限公司, 北京 100043)

多跨連續梁施工及監控技術研究

田江云
(中鐵二十二局集團第二工程有限公司, 北京 100043)

以哈牡鐵路客運專線斗銀河特大橋一聯(40+3×60+40) m五跨連續梁的施工與監控技術為例，對多跨連續梁橋施工技術進行了關鍵點的闡述，同時在施工監控中利用空間有限元軟件對多跨連續梁施工各工況的位移與應力進行了數值模擬，并對該橋采用的施工監控技術進行了介紹，通過該技術方案的實施，很好的完成了多跨連續梁的施工。

多跨連續梁；施工技術；數值模擬；施工監控

1 工程概況

哈牡客運專線斗銀河特大橋全長2 530 m。本橋于DK281+086.12處采用一聯(40+3×60+40) m連續梁跨越既有海林高速口匝道,DK281+034.85處斜交D匝道35°42′，DK281+086.12處斜交A匝道75°22′，DK281+156.76處斜交E匝道139°。該多跨連續梁處于直線段上，豎曲線以DK279+020為變坡點，DK279+020至DK280+700縱坡3.0‰，DK280+700至DK283+400縱坡16.87407‰，主橋(40+3×60+40) m的五跨連續梁，位于27#墩～33#墩之間，全長261.7 m。施工現場如圖1所示。

圖1 施工中的斗銀河特大橋(40+3×60+40) m連續梁

2 多跨連續梁施工技術

2.1 連續梁梁體結構設計情況

連續梁設計采用懸臂澆筑施工，計算跨度為(40+3×60+40) m，共設63個梁段。連續箱梁頂板厚度除兩端附近外均為40 cm,腹板厚48～64～80 cm，底板由跨中的40 cm按二次拋物線變化至根部的80 cm。邊支座中心線至兩端60 cm，全橋長261.7 m。中支點處箱梁中心梁高6.05 m，跨中箱梁中心梁高3.05 m，直線段長13.75 m,邊跨直線段長3.75 m。箱梁縱向分0#段、懸臂澆筑段、合龍段及邊跨現澆段，其中0#段9 m，懸臂最長為5.25 m，最短為3 m，合龍段2 m，邊跨現澆段為3.75 m。

2.2 連續梁施工總體方案

斗銀河特大橋(40+3×60+40) m連續梁0#段采用托架法施工，1#～6#、1＇#～6＇#懸臂段采用掛籃懸臂澆筑，合龍段利用掛籃現澆，邊跨平衡段采用支架現澆法，混凝土澆筑時各階段一次澆筑。箱梁為C50混凝土，由自建拌合站集中生產，混凝土攪拌運輸車運輸至施工點，然后用混凝土輸送泵泵送至工作面，混凝土澆筑采用分層法澆筑。

在主墩施工完成后，安裝主墩球形鋼支座，安裝托架，進行托架預壓。預壓完后，綁扎底、腹板鋼筋，對相應預應力筋及管道進行精確定位。澆筑0#段混凝土，梁體養護。進行預應力張拉錨口損失試驗及管道摩阻試驗，確定各預應力束實際張拉端張拉力及理論伸長值。梁體混凝土強度達到設計強度的95 %、彈性模量達到設計值的100 %且混凝土齡期不小于5 d時，進行0#段梁體縱、豎、橫三向預應力筋進行張拉、壓漿。

0#段施工完成后，進行掛籃主桁架拼裝。0#段張拉、壓漿完成后，在已完成梁段進行掛籃及模板組裝。掛籃安裝完成后，對掛籃進行預壓，預壓合格后，根據掛籃非彈性變形量調整模板高程并進行1#段鋼筋綁扎及混凝土澆筑、梁體養護。當1#段梁體混凝土強度、彈性模量以及齡期達到設計要求的預應力張拉條件時，進行張拉，張拉完成后，進行壓漿、封錨；以上工作全部完成后，落下掛籃底模，進行掛籃走行至下一段梁段。依次反復至6#梁段施工完畢。施工次中跨合龍并拆除2#、5#臨時固結，然后施工中跨合龍段拆除3#、4#臨時固結，中跨合龍段施工完畢后拆除多余掛籃。在1#～6#梁段掛籃懸澆施工期間，在邊墩處進行現澆段支架的支架搭設施工。邊跨現澆段支架完成后，進行支架預壓。支架預壓完畢，即進行現澆段模板安裝，鋼筋綁扎并定位安裝預應力筋和管道。澆筑梁體混凝土，進行自然養護14 d，完成邊跨現澆段施工。

6#段懸澆梁施工完成且現澆段梁體混凝土強度達到設計強度的100 %后，進行邊跨合龍施工。調整邊跨合龍段底模并外模就位。根據氣溫測量統計情況(連續觀察氣溫7 d)確定夜間穩定最低時間段為臨時鎖定時間，做好臨時鎖定的充分準備達到臨時鎖定條件，進行邊跨臨時鎖定施工，橋梁完成邊跨合龍，進行體系轉換后，拆除主墩支點處臨時支座及用于箱梁懸澆施工的掛籃各部件。

3 多跨連續梁施工監控數值模擬

針對斗銀河特大橋(40+3×60+40) m預應力混凝土多跨連續梁橋實際施工過程，采用MIDAS/CIVIL通用空間有限元軟件進行數值模擬計算。分析模型如圖2所示。

圖2 (40+3×60+40) m多跨連續梁橋有限元分析模型

根據實際施工情況，在全橋計算分析時將施工總共劃分了35個施工階段，重點階段如表1所示。

表1 施工重點階段

采用MIDAS/CIVIL通用空間有限元軟件進行數值模擬計算，將模擬上述35個施工工況，其中施工監控中線形是控制的主要控制點。重點工況主梁數值模擬的位移如圖3～圖5所示，重點工況數值模擬的應力控制結果如圖6～圖7所示。

圖3 (40+3×60+40) m多跨連續梁最大懸臂狀態結構豎向位移

圖4 (40+3×60+40) m多跨連續梁全橋合龍張拉后結構豎向位移

圖5 (40+3×60+40) m多跨連續梁三年收縮徐變完成后結構豎向位移

圖6 (40+3×60+40) m多跨連續梁最大懸臂階段梁體頂板部位結構應力

圖7 (40+3×60+40) m多跨連續梁最大懸臂階段梁體底板部位結構應力

4 多跨連續梁監控技術

4.1 施工監測與施工控制

施工監測是多跨橋梁施工監控的基礎。施工監控采用的反饋分析方法是建立在結構理想設計狀態、實測結構狀態和誤差信息三大基礎之上的，進行施工過程的跟蹤監測是施工監控中不可少的。

施工監測主要工作內容包括：施工監控控制網的建立和復測；結構的變形監測，如主梁的線形、標高等；結構的內力和應力監測，如主梁關鍵斷面的應力監測；結構典型斷面的溫度分布監測。

施工控制是整個橋梁監控的核心任務。一般來說，橋梁的理論分析預測值與實際的監測值是有一定偏差的。監控的目的就是調整實際和理論的誤差，使結構的線形和內力盡量符合設計的意圖。根據以往橋梁施工及控制經驗，在施工過程中影響橋梁結構內力和線形的因素主要有以下幾方面：(1)橋梁施工荷載及臨時荷載；(2)掛籃變形；(3)日照影響；(4)混凝土澆筑方量的控制及混凝土彈性模量；(5)預應力束的張拉。

當上述因素與估計不符，而又不能及時識別引起控制目標偏離的真正原因時，必然導致在以后階段施工中采用錯誤的糾偏措施，引起誤差累積。

4.2 施工過程中主梁線形監測

主梁線形主要通過布設高程點來控制主梁橫橋向和縱橋向的標高。標高觀測是控制成橋線形最主要的依據，成橋后橋面線形幾乎無法調整，因此必須在橋面施工前確定主梁的位置和標高，通過該施工過程之前修正的主要結構參數，詳細計算結構參數，一次性確定主梁標高和位置；在施工完成后，即為設計橋面位置和線形，無需調整。

施工時在每個施工塊件上布置3個對稱的高程觀測點，這樣不僅可以測量箱梁的撓度，同時可以觀察箱梁是否發生扭轉變形。以0#塊高程測點布置為例，測點布置如圖8所示。

圖8 (40+3×60+40) m多跨連續梁0#塊高程測點布置(單位：cm)

4.3 施工過程中主梁結構應力監測

除主梁線形及位移監測外，主梁結構應力監測也是多跨連續梁橋施工控制的一個重要監測內容。通過該項應力監測，可掌握主梁受力狀況，及時判定主梁應力是否超限，從而可知道主梁安全狀況。

(40+3×60+40) m預應力混凝土連續梁橋全橋共計21個監測斷面，分別為每個主跨的根部、1/4跨和跨中，每個邊跨的根部、跨中截面和合龍截面。每個斷面布置4個測點，每個測點方向均為順橋向布置；全橋共計84個測點。主梁應力測點布置截面如圖9所示。

圖9 (40+3×60+40) m多跨連續梁主梁測試斷面圖布置

5 結束語

哈牡鐵路客運專線斗銀河特大橋一聯(40+3×60+40) m五跨連續梁施工采用上述的施工及監控技術，經過實際的工程經驗，有效的起到了施工指導的作用。采取該施工及監控技術后，連續梁施工現場安全可控，采用MIDAS/CICIL空間有限元軟件模擬的數值結果與現場實測結果走勢比較吻合。哈牡鐵路客運專線斗銀河特大橋(40+3×60+40) m連續梁較好的完成了施工任務，上述技術方法可對類似條件的多跨連續梁橋施工起到很好的參考、借鑒價值。

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田江云(1983～)，男，本科，工程師，從事施工技術及施工管理工作。

U445.463

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[定稿日期]2016-11-15