水中連續梁懸臂施工線形監控技術

李全民

（中鐵十四局集團有限公司，山東 濟南 250000）

1 工程概況

蒙華鐵路長湖特大橋長4km，橋址位于長湖濕地自然保護區內，橋位受線位走向和環境保護區控制，軌面高程主要受長湖百年洪水位和通航要求控制。

梁全長321.50m，跨徑為64+96+96+64m，涉及30#-34#墩，中間支點截面最低點處梁高7885mm，中跨三處6m 合攏段與邊跨15.75m 直線段截面中心線處梁的高度為5.285m，梁底部按照二次拋物曲線形式變化。邊墩支座橫橋向中心間距5.5m，其中心線與梁端距離0.75m，梁縫分界線與梁端距離為0.15m。中支墩支座橫橋向中心間距為5.2m。

2 監控意義及目的

跨長湖特大橋1-（64+96+96+64） m 連續箱梁，采用掛籃懸臂澆筑施工，每側節塊15 個。施工過程中對線形的控制非常重要。結合橋梁的結構特點，建立有針對性的線形監測方案、施工測量體系和結構計算方法，并通過建立較為詳細的跟蹤、預測和調整機制，顯得尤為重要，從而保證了主梁的閉合精度和結構線形度滿足設計要求，同時為今后鋪軌的精度奠定了基礎。

3 監控實施方法

3.1 技術流程

1） 這里采用Midas 有限元建立模型，將梁劃分為305個節點和304 個模型單元。對該橋施工中情況進行模擬，得到了各個施工模塊情況下的理論應力應變。梁部結構采用C50 標號混凝土，長湖年平均相對濕度環境可達70%；2） 荷載因素主要包括梁結構的自重、二期恒載與活載、掛籃、模板、人、機重、預應力及可產生的損失、混凝土徐變與收縮、沉降等；3） 數據處理包括各施工梁段的計算撓度值、各施工梁段的立模標高。

3.2 實施流程

1） 主梁線形監控，①墩頂測點布置，橋墩頂部測點通過全站儀進行三維的坐標測量。以31#-33#每個墩的墩頂高程的數值作為箱梁的參考高程基準點，并每處設置一個水平與軸線基準點。將第一次獲得的墩頂高程數值作為初始值，各工況階段的試驗值與初始值之差即為該工況下墩頂位移數值。橋梁中心及兩側共設置5 根測樁。同時用于吊籃變形和跨橋監測混凝土的對稱均衡澆筑。

②截面測點布置，梁高測量的準確性直接關系到線型控制的成功與否。測量采用精密水準儀，測量精度在±1mm以內。為方便在施工階段梁體的高程數值變化與橋梁合攏后的線形復測，在每個節塊施工時均應按照測量布置點要求預埋測點，施工階段要保護好高程測點。各節塊高程測點布置應在節塊前端，測點預埋件應用標準加工場生產的小構件，并與周圍鋼筋焊接牢固，以確保節塊混凝土澆筑后，埋點露出梁體頂部表面1cm 左右，在澆筑過程中注意觀察，防止其移動。

③主梁平面的線形監控，主梁平面線形主要由全站儀控制，在固定內外模板前后均放線測量與復測，確保梁體的平面線形控制在設計與規范范圍內。

④主梁各節塊的撓度監控，懸臂澆筑過程中，每節梁前端設6 個測點進行測量。具體步驟：調整模板標高時測量—綁扎鋼筋后進行復測—澆筑混凝土后測量—預應力張拉前測量—預應力張拉后測量。

⑤測量時間，測量時間最好在上午7 點、下午5 點之后開始。在監測過程中，除了對施工過程中的工況進行正常測量外，還要對溫度變化所引起的撓度進行測量，從而確定溫差變化較大時相應的撓度最大值，為各施工階段的預拱度提供相關依據。

⑥同跨兩側對稱截面相對高差的測量，兩側施工斷面同步施工，可直接測量和對比相對稱斷面的高差。不同時，不具有對比性。可以選擇較慢施工截面和較快施工截面作為相對高差的監測目標。

⑦多跨線形的通測，除了保證跨度線型在控制范圍內外，還應每施工完一個節塊進行監測主梁的整體線型，以保證整個橋型的誤差在允許范圍內。

⑧結構幾何形狀測量結構幾何測量主要有箱梁施工截面長、箱梁截面高、上下頂板厚、腹板厚、箱梁上下表面寬等尺寸，要求每個節塊施工前后進行測量控制。

⑨測量精度控制，允許偏差與標準應符合相應設計與規范要求。

應力應變監控，梁體應力應變監控是在節塊施工過程中是否安全的輔助手段。在理論計算后，可顯示施工階段是安全的，但在實際施工中可能存在荷載、砼性能、預應力變化等不可預測因素，使實際應力與理論模型不符。因而，需要對主梁進行應力監控，以確保梁體在施工階段理論應力與實際應力都要安全。

4 監控結果

1） 通過對傳感器布置點采取溫度、頻率及其他數據對應力值進行監測，通過監測數據顯示，在澆筑前后、張拉前后應力應變在規定誤差允許內，與計算模型基本一致。

2） 通過計算理論立模標高與相應大里程側頂板、底板和小里程側頂板底板的澆筑前后左中右差值、張拉前左中右的差值對比，誤差不超過5mm，與計算模型相符。

本文通過理論模擬計算和實際截面應力監測來控制截面應力，并對主梁的應力狀態進行分析，證明整個結構在施工過程中是安全可靠的。

5 結語

通過線形監測技術，使水中連續梁的懸臂施工能夠順利合攏，保證結構的安全施工，為同類橋梁的施工提供了經驗。