高速鐵路懸澆連續(xù)梁橋施工監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)研究

文/余超 中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司 湖北武漢 430074

近年來，針對大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土曲線懸澆連續(xù)梁的線形控制有大量研究，對技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析與總結(jié)，并提出了線形控制的施工對策。這些研究成果為連續(xù)梁梁橋線形控制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文通過孫渡特大橋的施工監(jiān)控工程實(shí)例研究了高速鐵路懸澆連續(xù)梁橋施工監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)。

1、工程背景分析

孫渡特大橋79+135+79m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，一聯(lián)全長294.5m，無碴橋面。主梁采用雙線直曲線梁布置，主跨箱梁采用單箱單室、變高度截面，端部13.25 m及跨中截面中心處梁高均為5.83m，中支點(diǎn)截面中心處梁高10.03m，梁高按二次拋物線變化。箱梁頂寬12.6m，橋梁總體建筑寬度12.9 m。箱梁頂板厚度48cm，箱梁底寬6.7m，底板厚度48.5cm～120cm。

根據(jù)原設(shè)計(jì)圖紙確定初步的橋梁施工工序，按初步確定的施工工序進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整初步確定的施工工序，反復(fù)進(jìn)行，最后確定全橋有限元計(jì)算模型如圖1所示。

圖1 . 全橋有限元計(jì)算模型示意圖

2、施工監(jiān)測方法

2.1 施工監(jiān)測理論

實(shí)際工作監(jiān)測理論是指通過施工控制理論與方法嚴(yán)格控制和調(diào)整連續(xù)梁在施工的每一個(gè)階段。通常情況下，理論計(jì)算應(yīng)與實(shí)踐相結(jié)合。通過理論計(jì)算得出連續(xù)梁施工中橋梁的變形，包括梁所受內(nèi)力作用、梁體所受撓度、梁墩的沉降量等等；通過實(shí)際檢測，可以得到施工過程中的一些關(guān)鍵控制參數(shù)，如主梁線形、主梁應(yīng)力等等。分析理論與實(shí)測參數(shù)之間的誤差，從而來指導(dǎo)實(shí)際施工過程，并采用合理的方法來控制，已成為橋梁建設(shè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。

2.2 進(jìn)行施工監(jiān)測流程

首先對現(xiàn)場安裝實(shí)時(shí)監(jiān)測體系，得出實(shí)時(shí)監(jiān)測值；與此同時(shí)，對于現(xiàn)場進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過實(shí)驗(yàn)得出現(xiàn)場測試參數(shù)。比較這兩組參數(shù)，再進(jìn)行參數(shù)識別與修正，得出施工控制參數(shù)。通過設(shè)計(jì)方案，按設(shè)計(jì)參數(shù)通過相關(guān)理論計(jì)算出施工參數(shù)，與測試值進(jìn)行對比分析，并進(jìn)行分析和修正，最終確定下階段的施工資料，指導(dǎo)施工。大跨度連續(xù)梁橋的施工控制是一個(gè)“預(yù)告→施工→量測→識別→修正→預(yù)告”的循環(huán)過程。具體施工控制流程如圖2所示。

圖2 施工控制流程圖

2.3 施工監(jiān)測的原則

第一、根據(jù)相關(guān)連續(xù)梁的實(shí)際施工特點(diǎn)，來確定實(shí)施監(jiān)測；第二、實(shí)施監(jiān)測所需要測得的主要參數(shù)為橋墩的變形和梁體內(nèi)力兩個(gè)方面；第三、施工階段不同對于監(jiān)測的側(cè)重點(diǎn)不同，最開始進(jìn)行橋墩施工時(shí)，所需要重點(diǎn)監(jiān)測的是橋墩的內(nèi)力與變形，同樣的，梁體施工過程主要是監(jiān)測梁體。

2.4 施工監(jiān)測的內(nèi)容

其一、控制前期理論分析。即通過理論來模擬連續(xù)梁的施工全過程，計(jì)算分析出理論上各施工階段的變形和受力預(yù)期情況；并對施工誤差進(jìn)行相關(guān)理論分析，整理出內(nèi)力與變形的調(diào)整方案。其二、現(xiàn)場測試得出實(shí)際參數(shù)。根據(jù)實(shí)際施工情況來模擬施工，得出現(xiàn)場測試的數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)所得參數(shù)與第一步的參數(shù)比較分析，使得施工控制與實(shí)際情況相符。其三、施工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測。主要監(jiān)測數(shù)據(jù)為變形特性和力學(xué)特性，通過監(jiān)測進(jìn)行反饋分析。其四、實(shí)時(shí)控制分析。當(dāng)遇到實(shí)際測得參數(shù)與理論參數(shù)偏差較大時(shí)，應(yīng)立即檢查施工流程，看是否是施工過程所導(dǎo)致的較大誤差，在則進(jìn)行理論分析指導(dǎo)，綜合考慮，協(xié)助施工方一起解決問題。

3、監(jiān)測方法與檢測點(diǎn)布置

3.1 建立現(xiàn)場監(jiān)測網(wǎng)

通過現(xiàn)場調(diào)查，確定控制點(diǎn)，并在控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上形成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)測點(diǎn)的布置原則是連續(xù)梁橋的每段都要布置兩個(gè)以上的監(jiān)測點(diǎn)，原則上是三個(gè)不在直線上的觀測點(diǎn)。利用全站對各觀測點(diǎn)進(jìn)行觀測控制，保證整個(gè)觀測網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。

3.2 分配監(jiān)控點(diǎn)和測試要求

目前，連續(xù)梁的施工大多采用懸臂吊籃技術(shù)，監(jiān)測點(diǎn)一般布置在主梁和底部籃澆鑄梁體上。梁體的監(jiān)測點(diǎn)位于梁體的末端和梁體的中間，而現(xiàn)澆側(cè)跨的觀測點(diǎn)主要分布在梁體、腹板和兩側(cè)底模上。布置0號塊高程觀測點(diǎn)是為了控制頂板的設(shè)計(jì)標(biāo)高，同時(shí)也作為以后各懸澆節(jié)段高程觀察的基準(zhǔn)點(diǎn)。0號塊的頂板共布置1個(gè)水準(zhǔn)控制點(diǎn)和6個(gè)測點(diǎn)，為方便得到梁底標(biāo)高，亦可在箱梁里面的墩頂橫隔板處加設(shè)一個(gè)水準(zhǔn)控制點(diǎn)。0號塊測點(diǎn)位置如圖3。

圖3 0號塊高程測點(diǎn)布置示意圖

為方便得到施工過程中梁體標(biāo)高的變化過程以及成橋后線形復(fù)測，各梁段施工時(shí)需預(yù)埋測點(diǎn)，并保持高程測點(diǎn)在整個(gè)施工過程中不損壞。澆筑梁段懸臂前端測點(diǎn)布置如圖4。

圖4 截面?zhèn)赛c(diǎn)布置圖

3.3 梁體的線性控制

為了保證通過線性理論的計(jì)算值能夠直接指導(dǎo)實(shí)踐，對于梁體必須要綜合考慮，識別修正梁體的一些參數(shù)，設(shè)置合理的梁段立模標(biāo)高。箱梁懸臂澆筑段的各節(jié)段立模標(biāo)高可參考下式計(jì)算：

3.4 溫度影響與觀測對策

為了找出溫度變化引起主梁撓度變化的規(guī)律，對于一些重點(diǎn)工況，分別在早晨6：00左右（即溫度較低）和中午12：30～14：30（即溫度較高）間對其撓度進(jìn)行測量，找出溫差變化較大時(shí)撓度變化的極值，從而為確定待施工各節(jié)段預(yù)拱提供較為可靠的依據(jù)。

結(jié)語：

綜上所述，對于懸澆連續(xù)梁的施工過程，沒有固定的施工工藝，在施工過程中，各種外界影響因素都會(huì)有所不同，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行即時(shí)的指導(dǎo)顯得非常的重要，對于橋梁的檢測手段與檢測頻率也需要綜合考慮當(dāng)?shù)氐母鞣N因素，選擇最適合的施工方法。