鐵路懸臂連續梁線性控制技術的應用

劉 顯 軍， 袁 春 林， 蔡 曉 斌

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

鐵路懸臂連續梁線性控制技術的應用

劉 顯 軍， 袁 春 林， 蔡 曉 斌

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

結合某鐵路項目特大橋懸臂連續梁施工，對懸臂連續梁線性控制技術應用進行了總結，介紹了平面高程控制、掛籃撓度控制、梁體線性預測及監控技術，可為類似工程提供借鑒。

懸臂連續梁；線性控制；技術；鐵路

1 概 述

某鐵路特大橋全長1 713 m，其中跨越省道S276上部結構為(32+48+32)m連續梁，位于17～20號墩。箱梁設計為單箱單室、變高度、變截面、斜腹板結構，箱梁頂寬12.2 m，其底緣按照半徑為367.8 m的圓曲線過渡變化，頂板厚34 cm，腹板厚度從50 cm變化到95 cm，根部局部加厚至115 cm，底板厚度從30 cm變化至90 cm，根部局部加厚至110 cm。全橋共分31個梁段，0#塊長度為8 m，一般梁段長度有3.5 m和3 m兩種，合攏段長2 m。邊跨直線段長7.55 m。

2 線性控制技術的涵義

為保證鐵路運營的平順性、穩定性、舒適性，普通橋梁線形監控已不能滿足懸臂現澆梁施工要求，必須采用綜合管理控制技術才能滿足設計要求。線性控制內容主要包括：平面與高程控制、支架及掛籃撓度控制、梁體線性預測及監控等。

3 平面與高程控制

3.1 平面控制網

(1)線下平面控制網。在線下既有CPⅠ、CPⅡ點及加密CPⅡ點的基礎上于連續梁周圍建立加密點。

(2)將線下平面控制網引上橋面。在線下既有CPⅠ、CPⅡ點及加密CPⅡ點的基礎上于連續梁0#塊建立加密點。

(3)梁頂平面控制網。在梁頂建立的CPⅡ加密點基礎上，采用自由設站及已知點設站兩種方法進行校核。

3.2 高程控制網

(1)線下高程控制網。在線下既有CPⅠ、CPⅡ點的基礎上于連續梁周圍采用二等水準往返閉合測量進行高程加密。

(2)線下高程控制網上橋。在現有高程網基礎上，連續梁0號塊利用1級全站儀三角高程方法建立高程加密點。

(3)梁頂高程控制網。按照二等水準復測的方法對二等水準上橋進行平差數據處理，與橋下二等水準點形成閉合環。

3.3 梁體軸線控制

測點布置。在每個節段的橋面中心點布置一個測點，模板安裝時，控制模板前端4個點的坐標，達到對梁體平面位置的精確控制。

4 支架及掛籃撓度控制

4.1 支架撓度控制

0號塊及直線段采用鋼管支架進行施工，支架施工前按設計及規范要求進行堆載預壓。

(1)支架設計。根據結構物尺寸、現場實際地形及現有材料綜合考慮支架設計方案，同時委托有設計資質的單位進行檢算，在施工過程中嚴格按照審批方案執行，不得隨意更改施工參數和材料。

(2)支架預壓。采用現場堆載模擬施工狀態預壓，預壓總重量包括鋼筋、混凝土、模板、施工機械和施工人員等荷載，同時按照設計文件要求考慮一定的安全系數。預壓時按照規范要求進行分級加載預壓，卸載按照加載逆向進行，每級加載、卸載完成后持荷一定時間進行觀測。

(3)數據分析：通過數據分析計算出支架的變形值。

非彈性變形=支架預壓前各觀測點的初始標高值-全部加載后24 h各觀測點標高值，試壓后，可以認為方木、支架、地基等的非彈性變形已經消除。

彈性變形=卸載后各觀測點標高值-全部加載后24 h各觀測點標高值，根據該彈性變形值，在跨中底模上設置預拱度“△”，以使支架變形后梁體線型滿足設計要求。

計算預拱度=預拱度+彈性變形量。

4.2 掛籃撓度控制

(1)掛籃設計及加工。掛籃設計及加工委托有資質的單位進行設計、檢算，同時進行加工，廠家對掛籃使用材料及鋼結構焊縫出具相應的材質報告并進行焊縫探傷檢測。

(2)掛籃預壓。采用現場堆載模擬施工狀態預壓，預壓總重量按照最大梁段計算，包括鋼筋、混凝土、模板、施工機械和施工人員等荷載，加載及卸載過程與支架預壓過程一致。

(3)數據分析。通過數據分析，計算出支架的變形值，分析過程與支架預壓數據分析過程一致。

5 梁體線性預測及監控

梁體線性預測及監控是一個預測→施工→量測→識別→修整→預測的循環過程，在懸臂澆筑前，根據施工組織設計文件參數和經驗參數以及設計提供的相關資料，采用橋梁博士系統(2.9版)、MIDAS等橋梁專用和通用程序以及自行開發的施工控制專用計算程序，對橋梁施工進行一次全施工過程模擬計算。計算時，按照施工方案確定的施工加載順序進行結構分析，計算中考慮混凝土的收縮和徐變、掛籃施工臨時荷載等的影響，最后將所得到的成橋恒載受力和位移狀態(包括主梁撓度，控制截面內力與應力)與設計進行核對，確認其相互一致后，得出以下控制數據。

(1)各施工梁段的主梁立模標高。

在主梁懸臂澆筑過程中，梁段立模標高的合理確定是關系到主梁的線形是否平順、是否符合設計要求的一個重要問題。因此，立模標高的確定考慮的因素應盡可能與實際情況相符。

(2)各施工梁段的狀態變量值。

對掛籃前移、混凝土澆筑完成以及預應力張拉后兩種情況下的懸臂前端主梁進行位移觀測與對比分析，其監控點布置情況見圖1。

圖1 梁段監控點布置圖

根據監測所獲得的數據，經過分析，對原計算數據進行修整，經過再次計算調整并確定下一段的立模高程，如此反復循環，直至懸臂施工完成。

0號塊高程測點布置。高程控制點布置在距離端頭10 cm處，采用φ14鋼筋預埋，并與梁體鋼筋焊接牢固，預埋觀測點鋼筋高于梁體混凝土表面5 cm，將鋼筋外露端頭磨平并刻畫十字標線，用紅油漆標識，布置了5處觀測點。

6 結 語

該特大橋懸臂現澆梁自2016年6月15日開始施工0#塊，于12月15日合龍，合龍精度滿足要求，通過綜合技術監控，取得了良好的監控效果。實踐證明：此項技術值得推廣。

(責任編輯：李燕輝)

2017-02-06

U215.1;U215.7;U215.6

B

1001-2184(2017)02-0001-02

劉顯軍(1972-)，男，四川遂寧人，黨委書記兼代理分局長，高級工程師，從事鐵路工程施工技術與管理工作；

袁春林(1983-)，男，河南開封人，項目副總工程師，助理工程師，從事鐵路工程施工技術與管理工作；

蔡曉斌(1988-)，男，四川岳池人，項目安質部副部長，助理工程師，從事鐵路工程施工技術與管理工作.