談頂推連續箱梁施工監控技術

李 勇

(大西鐵路客運專線有限責任公司，山西 太原 030001)

?

談頂推連續箱梁施工監控技術

李 勇

(大西鐵路客運專線有限責任公司，山西 太原 030001)

依托廣梅汕連續箱梁頂推施工實例，從連續梁頂推施工結構受力、幾何形態、墩身受力、墩間空間、線形等方面對連續梁、墩身、導梁進行了各種工況施工監控，獲得了基礎數據，為安全順利施工提供了依據。

連續梁，頂推施工，墩柱，線形監測

1 工程概況

廣梅汕鐵路廈汕右聯絡線特大橋(單線)48 m+48 m預應力混凝土連續箱梁位于R=800 m的圓曲線上，坡度為11.7‰。此箱梁斜跨既有廈深鐵路上下行，在K1312+073處與廈深鐵路相交，大里程右夾角為41°52′。連續梁全長96.6 m，全橋采用等高截面，梁高4 m，截面采用單箱單室斜腹板形式，箱梁頂寬7.6 m，底寬4.6 m。連續梁本體混凝土方量842 m3，重量約2 200 t，橋面附屬混凝土42 m3，約重110 t。連續梁利用前跨簡支梁(39號～43號)橋墩及臨時支墩搭設貝雷支架作為澆筑平臺，一次性現澆成梁,頂推就位，頂程76 m(見圖1)。

2 工程特點及重難點

1)頂推過程中主梁經過臨時墩、永久墩時要求相鄰墩位沉降量差不超過4 mm，控制難度大。由于臨時墩、永久墩的剛度不同，在混凝土梁自重的作用下變形量不一樣，在支架搭設時需充分考慮加載后支架變形情況，做好標高控制預拋值、施工前加載預壓等工作。

2)制梁平臺位于曲線段的簡支梁空心墩上，設計將利用39號～41號墩，但墩柱偏心設計，制梁須按照線路中心進行，與墩中心將存在偏心，增大了施工難度和安全風險。

3)本橋梁位于R=800 m的圓曲線上，頂推過程的線形糾偏、限位等精度控制也是頂推施工的重難點。

3 總體施工方法

由于本橋為跨越營業線施工，無法采用傳統的現澆的方法完成本連續梁的施工，本橋設計為在營業線的外側利用結構墩和臨時墩搭設澆筑平臺完成混凝土梁預制作業，然后再頂推至設計位置。平移到位后將梁體進行落梁就位。

為了混凝土梁體的預制和頂推過程的受力，在39號～43號墩之間增設5個臨時墩，同時在混凝土梁體前端設置導梁，引導梁體的前移。

本橋處于豎曲線上，考慮到頂推施工因素，在連續梁位置設計未帶豎曲線，線路曲線通過調整道床高度形成豎曲線。頂推前移的軌跡設計為平坡頂推，有利于頂推作業和頂推控制。

4 橋梁頂推施工監測目的

在頂推施工過程中，主梁的受力較常規施工方法復雜，體系轉換頻繁。為了施工過程的安全、順利，需對整個頂推施工過程進行監控，及時掌握結構在整個頂推施工過程中的受力、變形情況，以指導施工。主要目的為：

1)橋梁在頂推過程中結構體系不斷轉換，正負彎矩交替出現，每個截面內力不斷變化，梁體受力復雜，通過對梁體、導梁、橋墩關鍵截面及連接部位受力監測，全過程把握結構受力狀態，確保結構在頂推過程中處于安全可控狀態；

2)通過對梁體、墩柱的空間幾何形態的監測，便于頂推及糾偏過程關鍵參數的及時調整，確保頂推過程中及頂推就位后結構空間幾何形態滿足設計要求；

3)梁體縱向頂推就位后，需對梁體進行臨時頂升拆除滑道、安放永久支座、落梁，為避免梁體恒載受力狀態偏離設計要求，需對頂升、落梁前后的結構狀態進行監測，分析結構受力狀態變化。

5 頂推施工監測主要內容

1)頂推過程中梁體關鍵截面應力及線形監測。頂推過程中梁體關鍵截面應力監測主要在于把握結構的受力狀態，避免因頂推過程中支點支撐狀態的過大改變導致的結構受力偏離設計狀態，結構關鍵截面應力監測主要包括主梁跨中及墩頂截面監測，測試截面布置如圖2所示。頂推過程中梁體線形監測主要包括主梁四分點豎向變形監測，主要把握梁體在頂推過程中的線形變化狀況，以便通過梁體線形變化把握結構的實際受力狀態。

2)頂推過程中導梁關鍵截面應力及線形監測。頂推過程中導梁關鍵截面應力的監測主要在于把握導梁的受力狀態，關鍵截面應力監測主要包括鋼導梁—混凝土梁結合部位，及導梁正彎矩最大截面。頂推過程中導梁線形監測主要把握導梁在頂推過程中的線形變化狀況，測點布置如圖3所示。

3)頂推過程中墩柱空間變位及應力監測。頂推過程中各墩除承受豎向壓力外，還承受主梁底板下緣與墩頂間摩擦產生的水平推力與頂推反力架的反力作用，因此有必要對頂推過程中墩柱空間變位及應力進行監測，測點布置如圖2及圖3所示。

4)頂推過程中梁體及導梁空間幾何形態監測。結構關鍵截面空間幾何形態主要跟蹤梁體、導梁在頂推過程中空間位移的變化，以便判定結構空間位置是否處于合理范圍之內，對于出現的異常偏位現象采用糾偏的方式進行及時調整。梁體主要包括跨中及墩頂測點，導梁主要包括導梁端測點。

5)頂推過程中頂推力跟蹤監測。通過預應力索錨固端布設壓力傳感器監測頂推過程中頂推力的變化，用于評定頂推過程中頂推力的均勻性，便于對頂推過程中梁體是否遇到異常阻力進行分析。

6)頂升落梁階段梁體關鍵截面受力及支座反力監測。梁體頂推就位后需對梁體進行臨時頂升拆除滑道、安放永久支座、落梁，為避免梁體恒載受力狀態偏離設計要求，需對頂升、落梁前后的結構狀態進行監測，分析結構受力狀態變化，對于結構恒載受力偏離設計要求的工況，可通過調整支座反力的方式予以改善。

6 監測工況及監測內容

監測工況及內容見表1。

表1 監測工況及內容

7 施工監測

1)測點安裝。

a.內埋測點。為跟蹤梁體應力變化，采用內埋振弦式應力計，現場與待測結構物之間的連接可采用綁扎在鋼筋之上或懸掛在鋼筋之間的形式，具體根據測試部位測試方向及周邊鋼筋網的分布狀況進行確定。

b.外貼測點。若內埋測點遭受損害，或頂推過程中需臨時額外增加結構關鍵部位的測試，傳感器采用表面粘結(焊接)振弦式應力計，現場與待測結構物之間的連接采用灌漿錨頭在混凝土上安裝。

2)監測。

a.頂推過程中結構應力監測。頂推過程中結構應力監測采用無線分布式結構應變監測系統，施工監控數據傳輸利用現代通信技術進行，將頂推、落梁等工況下采集到的各種數據傳輸到控制平臺，進行自動對比、分析。

b.梁體及墩柱空間變位監測。梁體及墩柱空間變位采用自動測量設備或全站儀進行監測，在結構監測部位布設棱鏡，儀器自動跟蹤或人工測讀的方式跟蹤梁體及墩柱的空間變化，根據梁體成橋后的軸線方向建立局部坐標系，在頂推過程中跟蹤監測梁體空間(主要為橫向)變位狀況，監測示意如圖4所示。

c.梁體及鋼導梁豎向變形監測。梁體及鋼導梁豎向變形采用精密水準儀進行監測，在結構監測部位布設水準點，在關鍵工況測試梁體及導梁的豎向變形狀況，監測示意如圖5所示。

8 結語

本文以廣梅汕頂推連續梁施工監測為應用實例，通過對連續梁頂推監測技術的研究，從理論分析到具體的監控方法實施，為頂推施工提供技術數據依據，確保連續梁頂推施工的安全順利進行，為類似工程施工提供依據，取得了良好的經濟效益和社會效益。

[1] 王慧東，李亞林.PC連續梁頂推技術中幾個問題的探討[J].鐵道標準設計,2001,21(3):11-12.

[2] 王福敏.預應力砼曲線連續梁頂推施工技術——日本橫向1號橋施工介紹[J].重慶交通大學學報(自然科學版),1990,9(2):83-90.

[3] 高 波.津秦客專跨既有線連續梁頂推施工[J].世界橋梁,2014(2):26-30.

[4] 李貴峰，史慶春.上跨既有鐵路連續梁頂推施工橋墩監測分析[J].北方交通,2015(6):40-43.

[5] 郭登成.上跨既有鐵路連續梁頂推施工技術[J].城市建設理論研究(電子版),2016(13)：72.

Discussion on the construction monitoring technology of pushing continuous box girder

Li Yong

(Datong-Xi’anRailwayPassengerLimitedLiabilityCompany，Taiyuan030001,China)

Based on Guangmeishan railway continuous box girder pushing construction example, starting from aspects of continuous box girder pushing construction structure stress, geometrical morphology, pier stress, pier space and linear control, the paper carries out construction monitoring under the construction conditions of continuous beam, pier and guiding beam, and obtains basic data, which has provided some guidance for smooth construction.

continuous beam, pushing construction, pier stud, linear monitoring

1009-6825(2017)09-0151-03

2017-01-11

李 勇(1973- )，男，高級工程師

U448.213

A