跨鐵路轉體橋施工階段梁體應力及變形監測研究

劉輝

【摘 要】論文針對跨鐵路轉體橋施工階段梁體應力及變形監測的研究，以襄陽市襄陽東站連接線改建工程跨越漢丹鐵路轉體橋為例，通過對其工程設計施工方案的分析，提出相應的監測方案，并針對監測結果展開論述。希望論文的研究，能為提升我國跨鐵路轉體橋的施工水平提供參考性建議。

【Abstract】The study on stress and deformation monitoring of girder body in construction stage of cross railway transition bridge， paper taking the crossing HanDan railway transition bridge in Este Xiangyang Railway Station Connecting Line Reconstruction Project as an example， through analyzes the construction design scheme of this project， puts forward corresponding monitoring scheme， and discusses the monitoring results. It is hoped that the research of this paper can provide reference for improving the construction level of trans railway swivel bridge in China.

【關鍵詞】跨鐵路；轉體橋；梁體應力；變形監測

【Keywords】cross-rail； transit bridges； stress of beam body； deformation monitoring

【中圖分類號】U24 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）09-0145-02

1 引言

在T構轉體施工中，梁體應力及變形隨著施工階段的進展而變化，通過施工監測，掌握混凝土澆筑、張拉預應力鋼束、支架拆除、轉體前后等不同施工階段梁體的應力及變形，及時進行施工措施調整，以確保梁體的穩定性及施工安全。因此，加強跨鐵路轉體橋施工階段梁體應力及變形監測研究具有重要意義。

2 工程概況

襄陽市是我國鄂豫陜毗鄰地區的經濟中心，湖北省省域中心城市。漢丹、襄渝、焦柳三條鐵路在此交匯，老谷高速和麻竹高速橫穿整個地區，是國家7918高速公路網中福銀和二廣的交匯處[1] ，是中部地區交通和物流的樞紐，故襄陽市素有“南船北馬，七省通衢”之稱。

襄陽火車東站于2012年7月1日投入運營使用，日發送旅客5000人次。為適應襄陽火車東站的客運能力，襄陽市將襄陽東站連接線改建工程納入到交通運輸發展規劃中。項目路線全長6.061km，在K0+452.185處與漢丹鐵路K305+560.255處相交，跨漢丹鐵路上部結構采用（30+47+44）m T型剛構預應力混凝土箱梁，整幅橋全寬25.9m，采用轉體法施工，轉體長度為（39+39）m，在漢丹鐵路南側現澆完成后順時針轉體91.6°就位，轉體重量6500t。

3 監測方案

3.1 應力監測

跨越漢丹鐵路轉體橋施工中，梁體設置6個監測截面，其監測截面見圖1，并分別在不同截面位置處設置應力傳感器，其中根部截面共埋設了8個測點，其余截面分別埋設了6個傳感器，見圖2。

3.2 線形監測

在跨越漢丹鐵路轉體橋施工過程中，由于混凝土的自身重量、施工誤差、臨時載荷等因素，橋梁的兩側會發生一定程度的沉降，進而導致梁體變形。因此，在對本橋梁進行線性監測時，應當在主梁的支點位置，以及沿縱向方向向兩側劃分9個節段，每個節段之間的距離分別為：8m，18m，28m，39m。每個節段的前端，需要布置相應的監測點，監測點數量為27個[2]。另外，為了簡化測量，橋梁頂板鋼筋施工完畢之后，應當用直徑為20mm的鋼筋垂直焊接在頂板頂層和底層鋼筋上，外露5cm左右，外露的部分應當焊接圓鋼球，圖上標記線的顏色，斷面側點位置見圖3。

4 監測結果分析

4.1 梁體應力

根據監測節點的采集數據，觀察梁體截面的應力變化狀況。以下是選取的各個截面最不利應力測試值進行分析，并重點分析了各施工階段前后的應力值，進而為具體的施工安全提供依據。

轉體不同截面在不同階段上側的應力監測數據如表1、表2所示。

根據以上表格數據的分析，可得出結論如下：①在混凝土澆筑階段，截面上下側的應力變化趨勢為緩慢增大；②在混凝土澆筑過程中，因鋼筋計埋設較淺，由自重引起的應力較小；③拆除支架的過程中，梁端自重對頂部產生的拉力與原應力相互抵消，使壓應力降低；④預應力的張拉過程中，上側應力緩慢增加，而下側應力迅速增大，根部截面應力減小到-0.64MPa，因此，預應力張拉過程中的梁體應力變化，是轉體橋工程施工應當注意的問題；⑤拆除支架后，兩端屬于懸臂狀態，根部截面壓應力最小，而自重作用下，根部截面的上側會由于較小的彎矩而產生彎拉作用；⑥根部截面與下側無受拉抵消應力情況，因此具有一定的安全性。

4.2 梁體線性

在T構各施工階段監測截面進行沉降檢測后，可知主要沉降量發生在預應力張拉之時。北側T構東側最大沉降量為19.2cm，西側沉降量最大為23.0cm，東側比西側大約79.3%，其檢測的沉降值繪制圖見圖3、圖4。

根據T構線性監測圖可得出以下結論：①等高線越密集的位置，沉降速度越快。等高線越稀疏的位置，沉降速度越慢。距離梁中心越遠的位置，沉降量越高。②T構東側沉降量明顯低于西側，東側為0.192m，西側為0.231m。

4.3 對比分析

根據線形監測數據，梁端沉降和應力關系如下：①梁體西側應力值略大于東側應力，呈中心對稱；②根部截面的應力與沉降量呈正相關，根部的彎矩與所受應力呈正相關。

5 結論

在轉體T構的施工中，任何施工階段都有可能使梁體的截面應力發生變化。因此，在現場施工中，應當隨時對其進行監測。本文以襄陽市襄陽東站連接線改建工程跨越漢丹鐵路轉體橋為例，對跨鐵路轉體橋施工階段梁體應力及變形監測進行研究，從應力監測以及線形監測兩方面進行分析，具體包括梁體應力、梁體線性、對比分析等重要內容。希望本文的研究，能為提升我國跨鐵路轉體橋的施工水平提供一份借鑒，進而保證施工過程的安全性。

【參考文獻】

【1】曲大海.淺析云（浮）湛（江）高速公路跨鐵轉體橋施工關鍵技術[J].四川水泥，2017（07）：83-84+15.

【2】高杰.預應力混凝土連續箱梁橋裂縫病害的加固方法分析[J].四川理工學院學報（自然科學版），2017（02）：63-67.endprint