新建徐鹽鐵路有砟軌道預應力混凝土連續梁線形控制

汪志飛

摘 要：預應力混凝土梁橋作為鐵路建設中必不可少的重要組成部分，無論從結構受力特性以及經濟性角度考慮，預應力混凝土連續梁橋均屬于較為理想的橋型。因此，對預應力混凝土連續梁線形控制也顯得尤為重要。文章以新建徐鹽鐵路有砟軌道為例，通過線形控制，本標段9座連續梁均已順利、精準合龍，線形控制積累的經驗可為以后高速鐵路連續梁施工線形控制提供參考。

關鍵詞：鐵路有砟軌道;預應力混凝土;連續梁;線形控制

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）08-0107-02

1 工程概況

新建徐州至淮安至鹽城鐵路站前及相關工程XYZQ-Ⅳ標段起止里程樁號為DK114+667.002～D2K161+100.000（其中DK116+845.973=DK119+175，短鏈長2329.0269m），標段位于宿遷市境內，起于宿遷市宿城區，止于宿遷市泗陽縣，正線長度44.104km。本標段范圍內9座連續梁按跨度形式共分為4種，分別為4-（32+48+32）m、1-（48+80+48）m、3-（60+100+60）m、1-（72+132+72）m，均采用懸臂澆筑法施工。為了保證各連續梁成橋線形以及內力狀態能夠與設計要求相符合，需要在施工過程中，跟蹤監測連續梁各節段在施工過程出現的變化情況，并與理論計算值實施比較分析，從而合理調整確定下一施工節段的立模高程，從而達到線形控制的目的。

2 施工監控方法介紹

為了消除因各參數取值的不確定所引起的施工中設計與實際的偏差，則應在施工過程中通過測量手段對這些參數進行修正。主要包括：

（1）材料的物理力學性能參數主要是混凝土的容重、彈性模量、預應力鋼絞線彈性模量、摩阻系數、偏差系數;

（2）恒載：應當以實際的數據資料為基礎，重新統計主梁自重，再依據試驗室提供的材料容重進行計算，并將構件幾何的實際測量尺寸與設計尺寸進行對比，分析存在的偏差;二期恒載也是根據設計資料與現場調查相結合;

（3）施工荷載：按照施工現場提供的資料，對施工荷載開展實地核對，確定進行主梁施工過程中，施工機具荷載主要的作用位置以及大小情況，同時還須要重視考慮預應力張拉設備、施工機具以及梁段懸臂施工設備等重量;

（4）掛籃剛度：在橋梁懸臂施工中，掛籃在承受混凝土梁段重量時會出現彈性變形情況。因此在對主梁梁段立模高程實施計算過程中，需要充分考慮掛籃變形因素，保證主梁線形監控施工得以順利完成。

3 施工監控的仿真計算

3.1 參數選取

實施施工監控計算過程中所使用的參數主要來源于施工設計圖紙以及施工現場。通過分析施工設計圖紙，可良好的對橋梁結構計算模型的坐標進行把握，并以設計圖紙為依據，計算橋梁結構構件的面積與重量;而通過透徹分析理解設計圖紙后，有利于在實際施工過程中收集所需的計算參數，若收集的現場參數與前期計算應用參數存在出入，則需要對前期計算監控參數進行相應修訂，保證實際施工結果可與施工設計圖紙相符。

3.2 設計施工圖計算分析

在開展實際的施工監控工作前，相關工作人員需要以施工圖紙與施工方案為基礎，對分階段掛籃懸臂澆筑、體系轉換以及預應力張拉等施工情況進行充分考慮，并進行全施工過程的模擬計算。

3.3 施工過程仿真模擬計算

通用的橋梁平面設計計算與控制分析軟件、橋梁空間計算與控制分析軟件相結合來復核設計計算所確定的理想成橋狀態和理想施工狀態。按照施工設計所確定的施工工序以及基本參數，對施工過程開展正裝計算，以此獲得各施工狀態以及成橋狀態下結構受力和變形等控制數據。

3.4 調整并明確立模高程

充分考慮實際因素，同時聯合嚴格的監控，可有效保證最終成橋線形的質量;如果考慮因素不符合實際情況，監控力度不夠、監控效果欠佳，那么就會對最終成橋線形造成影響，甚至與設計線形存在較大偏差。所以，有效監控連續梁橋的線形，就需要明確立模高程。

4 施工監控現場監測

4.1 測量監控網

為了監控主橋各節段的施工放樣精度，使最終成橋線形滿足設計要求，必須根據現場條件，建立監控橋梁節段小區域的施工監控網，并保證必要的精度和密度，以監控橋梁各部分位置的施工放樣精度，防止誤差積累。這也是整個施工監控測量工作中一個重要的環節。

4.2 基礎沉降監測

（1）測量目的：收集各施工過程中的基礎累計沉降值以及不均勻沉降值。（2）測點布設：觀測點一般布置在墩身，高出地面或水面以上1m左右，每個墩4個觀測點分別設在方便觀測、利于保護的部位，按《高速鐵路橋涵工程施工技術規程》Q/CR9603要求設置。（3）測量方法：測量儀器為水準儀，測量精度設置為±1mm，將標尺放置在各測點后，對各沉降觀的高程變化進行觀察。

4.3 主梁高程

將測點設置在主梁各節段上下游梁底，梁底測點的主要作用是底板定位。主梁澆筑施工完成后，將測點引至梁頂，測量方法是將Φ20鋼筋伸至腹板內1.5m～2.0m進行梁頂測點，焊接在腹板內豎向鋼筋需要比設計梁頂表面高出2～3cm，實測梁底至鋼筋頂端距離，用于梁底高程觀測，在以后的施工過程中必須認真保護這些相應的測點。梁段高程測點布置橫斷面、縱斷面如圖1所示。

4.4 軸線

軸線測點應該設置在箱梁施工節段前端的橫向中心，使用鋼筋標記后，在利用梁頂中間測點進行測量。在完成各梁段施工后，測量人員應測量并記錄全部軸線測點坐標。

4.5 施工監控的具體流程

施工監控工作流程圖如2所示。

4.6 0號塊施工階段

（1）按要求對0號塊現澆支架進行預壓，測量、記錄加載及卸載過程相應階段的底模高程，支架預壓成果整理后報施工監控小組;（2）施工監控小組提供0號塊底面立模高程;測量承臺頂面水準點的高程初始值;（3）按施工監控小組提供的0號塊底面立模高程立模，綁扎鋼筋、預埋梁端高程測點;（4）澆筑0號塊，張拉預應力并在0號塊進行管道摩阻測試，同時在現場進行錨口、喇叭口摩阻測試，結果報施工監控小組作為計算和后續施工的依據。

4.7 循環懸臂澆筑階段

從掛籃前移定位到完成預應力鋼束張拉，是循環懸臂澆筑階段的一個施工周期，而施工過程中的監控步驟有：

（1）前移掛籃并按照施工監控小組提供的該節段的掛籃立模高程定位掛籃;（2）立模板、綁扎鋼筋、預埋梁端高程測點;（3）澆筑混凝土之前，復測掛籃立模高程并提供給施工監控小組;（4）完成混凝土澆筑后第二天，則需要對本節段端部的預埋測點高程進行測量，構建測點與梁底高程的關系，并將相應數據提供給施工監控小組;（5）張拉預應力鋼筋后，測量全部已施工節段的測點高程，并將測量數據上報監控小組;（6）施工監控小組將各監控步驟獲得的測量數據實施分析，并將該工期的分析數據結構提供給掛籃立模高程;如須壓重，則需要將壓重值上報后設計單位，在獲取認可后，才能夠與施工監控單位會簽、交監理。

4.8 合龍及合龍后階段

（1）掛籃前移至合龍段后，需要合龍支架及模板安裝、綁扎鋼筋，根據實際情況增加壓重;（2）對全橋測點高程實施測量;（3）安裝合龍段剛性支撐，對臨時預應力束進行張拉，澆筑混凝土，并卸載壓重;（4）測量合龍點高程、懸臂端高程;（5）當混凝土符合設計強度后，拆除現澆臨時約束，張拉合龍段預應力鋼筋，并實施錨固灌漿;（6）將掛籃移至下段合龍位置，確定合龍段壓重，安裝剛性支撐，立模綁扎鋼束，并張拉臨時預應力束;（7）拆除臨時約束，當混凝土強度達到標準設計要求后，張拉剩余預應力鋼束，并錨固灌漿。

5 施工監控注意事項

（1）施工監控時，節段懸臂端布置5個測點：頂板3個、底板2個。頂板的3個測點均直接測量混凝土表面，分別為：橋梁中心和兩側泄水管處。（2）立模標高觀測應在清晨日出前氣溫穩定時段內進行，數據經復核、確認無誤后盡快發給施工監控小組。因氣溫變化，當預計下一節段立模溫度超出上一節段立模標高所對應的溫度范圍時，應及時將實測數據和下一節段立模標高擬對應的溫度同時提交施工監控小組。（3）實測標高數據應注意數據的合理性，如：規范要求掛籃最大變形（超載預壓除外）不應超過20mm，實測標高變化超出規范要求值或個別測點標高異常時，應注意查找、糾正掛籃操作工藝中的問題，并進行復測，確保測量成果準確、可靠。（4）在懸臂澆筑高程的施工過程中，施工步驟監控發揮著關鍵的預報作用，明確不同步驟的預拋高后，才能有效保證成橋狀態達到合理線形。因此，施工監控前首選需要明確各連續梁的施工步驟以及施工組織設計，主要有全橋施工、各節段施工循環、施工時間安排以及合龍順序等步驟。

6 結語

綜上所述，中國正走進高鐵時代，為了滿足營運速度和延長設計使用時間，同時減小征地，降低結構沉降的影響，提高高速鐵路營運安全，高速鐵路設計時大量以橋帶路，隨著國家經濟建設迅速發展，橋跨形式中連續梁會愈來愈多。由于連續梁懸臂施工節奏快，線形監控工作量大，只有規范操作、加強管理，才能切實提高連續梁施工質量及安全。

參考文獻

[1] 張書豪.大跨度預應力混凝土連續梁橋施工控制及工藝研究[D].張西南交通大學，2016.

[2] 趙慶武.大跨度鐵路連續梁橋線形控制關鍵技術分析[J].鐵道勘察，2013（03）：59-61+87.

[3] 陽紅生.大跨度現澆懸臂箱梁施工線形控制技術[J].黑龍江科技信息，2014（02）：230+139.