連續(xù)曲線鋼箱梁及鋼混組合梁頂推施工監(jiān)控技術★

芶 潔

(武漢交通職業(yè)學院，湖北 武漢 430065)

1 概述

隨著我國交通事業(yè)的快速推進及高等級道路的網(wǎng)格化發(fā)展，各類立交工程也日益增多，其中有不少是在既有道路的基礎上修建立交橋，這就產(chǎn)生了大量的跨線匝道橋，這類匝道橋大多為彎橋、坡橋。同時，由于頂推施工具有對既有道路的交通影響小，對施工場地的要求低等特點，在跨線橋梁施工中被越來越多的采用。因此，亟需對橋梁頂推施工有關問題進行研究。橋梁施工監(jiān)控是對施工過程中的各項結構參數(shù)進行嚴格的監(jiān)測和調控，通過施工現(xiàn)場的結構測試，合理調控，確保橋梁系統(tǒng)處于可控狀態(tài)，保證橋梁的施工安全與施工進度計劃，為施工過程提供決策技術依據(jù)，為結構行為控制提供理論數(shù)據(jù)，從而全面正確地指導施工，確保施工成橋狀態(tài)與線形設計目標值相符，有效地控制橋梁結構狀態(tài)。

2 工程概況

2.1 地質概況

橋梁擬建場地位于廣東省珠海市橫琴新區(qū)，橫跨橫琴口岸邊防區(qū)、限定區(qū)以及琴海東路，東面臨海，西為通關限定區(qū)，南至濠江路，北至港澳大道，交通較為便利。珠海地區(qū)地質構造存在大量花崗巖侵入和多體系斷裂構造較發(fā)育情況。擬建場地原始地貌單元屬濱海灘涂地貌，原地勢低洼，后經(jīng)人工填土、填砂抬高，現(xiàn)在地形總體較平坦，但上覆建筑物數(shù)量眾多，種類復雜，對施工會有一定的影響。

2.2 結構型式

蓮花大橋在出境匝道C14～C18橋跨處上跨臨時保留的入境A匝道和琴海東路，該聯(lián)采用跨徑組合27 m+41.5 m+38.5 m+30 m的連續(xù)鋼箱梁，平曲線半徑60 m，橋梁寬16.7 m。箱梁采用等高2.2 m，連續(xù)鋼箱梁采用直腹板，連續(xù)鋼箱梁外形與連續(xù)鋼混組合梁外形對齊(見圖1)。

C11～C12鋼混組合梁段橋跨位于入境A匝道和琴海東路，該聯(lián)采用跨徑40.0 m的簡支組合梁。從景觀上考慮，簡支組合梁外形尺寸與混凝土箱梁對齊，采用直腹板，橋寬13.75 m，跨徑40 m，梁高2.2 m。鋼梁頂、底板采用內(nèi)對齊原則，中腹板采用中線對齊，結構底板采用同2%橫坡(同道路方向)，頂板采用和道路相同橫坡。

2.3 施工方法

C15～C16跨越入境匝道，跨度41.5 m，無法用起重設備直接安裝，C18～C14橋跨頂推采用邊頂推邊安裝鋼箱梁的工藝，分次安裝和頂推。C11～C12鋼箱梁位于蓮花大橋主橋下方，無法采用大型起重設備安裝到位，采用鋼箱梁一次安裝頂推到位工藝。

3 施工監(jiān)控目的及監(jiān)控方案

3.1 監(jiān)控目的

箱梁的頂推過程是結構體系不斷轉換的過程，加之其又為曲線橋梁，梁體受力很復雜;頂推過程中梁體不僅上下擾動，在平面內(nèi)也將扭轉，箱梁及導梁在頂推過程中線型不斷變化，線型控制尤為困難。另外，臨時支墩一旦發(fā)生壓縮變形和水平位移，就相當于對主橋結構施加一個強迫位移，從而在結構內(nèi)產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，對結構的安全不利，所以頂推中必須對其作實時觀測。監(jiān)控目的是確保頂推過程中梁體的穩(wěn)定，不致出現(xiàn)傾覆或破壞;確保頂推就位后的梁體線型滿足設計要求。

3.2 監(jiān)控方案

3.2.1監(jiān)控內(nèi)容

1)幾何形態(tài)監(jiān)測：包括臨時墩、導梁、鋼箱梁等的標高、變形、溫變影響等。

2)應變監(jiān)測：包括臨時墩、導梁、鋼箱梁等的關鍵截面應力監(jiān)測。

3.2.2監(jiān)測點的布置

C11～C12鋼箱梁段橋跨處蓮花大橋匝道下方，位于入境A匝道和琴海東路，該聯(lián)采用跨徑40.0 m的簡支組合梁。施工時，C11～C12梁段在支架上拼裝好后采用整跨頂推方式進行施工。根據(jù)施工特點，需在C11～C12段箱梁首尾兩端頂板上布置幾何控制測點，測點布置示意圖如圖2所示。

C14～C18跨鋼箱梁位于半徑R=60 m的圓弧上，制造時分為25個節(jié)段制造(C-7A-1～C-7A-25)，頂推施工C-7A-5～C-7A-22，其余梁段在支架上施工。根據(jù)合同內(nèi)容需對頂推施工段進行監(jiān)控。

根據(jù)施工特點，需在C-7A-5～C-7A-22段各箱梁頂板上布置幾何控制測點，測點布置如圖3所示。

布置點放樣時需注意，首先在每個節(jié)段(如C-7A-6)梁端距梁端20 cm偏移一條線(該線與梁端頂面斷面線平行)，然后在該條線上向內(nèi)側偏移一點250 cm，可確定測量點1,3；幾何控制測點務必放樣準確，見圖4,圖5。

4 監(jiān)控結果及分析評價

4.1 監(jiān)控結果

4.1.1變形

頂推施工完成后，C11～C12段鋼箱梁偏差、C14～C18段偏差分析情況如表1～表3所示；其評估示意圖見圖6，圖7。

4.1.2應力監(jiān)控

整個頂推施工過程中C11～C12段、C14～C18段對應鋼箱梁應力水平較低，結構處于安全可控狀態(tài)。

4.2 分析評價

根據(jù)橫琴口岸蓮花大橋鋼箱梁頂推完成狀態(tài)的評估結果，可以得知：

1)在落梁階段，C14～C18,C11～C12對應鋼箱梁實測軸線、里程位置與理論值吻合較好；實測鋼箱梁軸線偏差、里程偏差與理論位置最大偏差在±10 mm內(nèi)，滿足規(guī)范要求；

2)主梁、導梁鋼箱梁關鍵截面節(jié)點應力符合規(guī)范要求。

表1 C11～C12段頂推施工完成后軸線、里程偏差情況

表2 C14～C18段頂推施工完成后軸線偏差情況

5 結論與展望

5.1 結論

通過在施工過程中跟蹤每個施工環(huán)節(jié),將施工監(jiān)控的技術成功運用于蓮花大橋曲線鋼箱梁、鋼混組合梁頂推項目,取得了以下結論:由于頂推施工的連續(xù)性,并且考慮誤差傳播和工期因素，在本工程中針對小半徑曲線鋼箱梁、鋼混組合梁等復雜結構型式及頂推施工的特殊施工方案，通過監(jiān)測主梁、導梁、臨時墩軸線偏位、里程偏差變化進行線型監(jiān)測，并結合應力監(jiān)測對結構施工進行監(jiān)控，其結果可靠，符合規(guī)范對線型、應力的要求，該方法是安全可行的，可在同類橋型中進行推廣。

頂推施工技術憑借其高效、安全、節(jié)約成本、不影響既有線等優(yōu)勢逐漸發(fā)展成為橋梁施工中不可或缺的關鍵技術。但是頂推施工對于頂推數(shù)據(jù)的要求較高，為保證施工安全性，在進行施工過程中，操作人員應嚴格按照相關標準進行科學施工，同時在各節(jié)點嚴格控制頂推施工質量，確保整個橋梁工程的施工質量。

5.2 展望

1)在頂推施工中，拖拉箱梁的鋼絞線錨固在箱梁底板，錨固位置局部應力較大，有可能發(fā)生崩裂，可對錨固區(qū)進行研究。

2)在千斤頂反力支座位置容易發(fā)生應力集中，可以對其結構形式和材料進一步研究。