高速鐵路（60+100+60）m連續(xù)梁施工線形控制關(guān)鍵技術(shù)分析

楊 琪 魯文軍 蘭海龍 丁 斌 呂東軒

（中建鐵路投資建設(shè)集團有限公司，北京 100053）

1 工程概況

本橋主梁采用（60+100+60）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，采用單箱單室直腹板斷面。橋梁寬度為12.6 m，橋梁建筑總寬為12.9 m。橋梁全長為221.5 m，中間支點中心線的梁高為7.835 m，跨中10 m直線中心的梁高和橫向?qū)挾?5.75 m的梁高為4.835 m，梁體的下端根據(jù)二次拋物線而變化。

2 線形控制理論分析

正裝結(jié)構(gòu)分析是預(yù)測結(jié)構(gòu)初始變形量的關(guān)鍵方法，將現(xiàn)場測量值與理論值進行對比分析，應(yīng)用參數(shù)識別技術(shù)，得到具體的設(shè)計參數(shù)，向計算模型中代入識別的結(jié)構(gòu)參數(shù)，按照該方法重復(fù)正裝分析過程[1]。

得到調(diào)整后的計算變形量后，將其與原始理論數(shù)據(jù)進行對比分析，生成具有適用性的最佳高程調(diào)整方案。應(yīng)用最小二乘法調(diào)整誤差，為后續(xù)分段提供立模高程值。為了獲得最佳的線性控制效果，需要在現(xiàn)場調(diào)整箱梁模型高程，使用最小二乘法調(diào)整誤差。通過識別和修改設(shè)計參數(shù)，預(yù)測值可以更接近實際值，數(shù)據(jù)量越多，結(jié)果準(zhǔn)確性也越高。基本思路是H實際撓度=A×H理論計算+B×T實測+C，使用最小二乘法的參數(shù)，結(jié)合線性回歸方法，可以得到與之相對應(yīng)的回歸系數(shù)，并通過多元線性回歸模型預(yù)測未知數(shù)。

3 施工線形監(jiān)控

3.1 箱梁施工測量網(wǎng)的建立

每個墩箱的上表面布置有11個施工控制參考點，0號塊頂面策略基準(zhǔn)點布置如圖1所示。

圖1 0號塊頂面測量基準(zhǔn)點布置（單位：cm）

根據(jù)各墩的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)特征，建立測量控制網(wǎng)絡(luò)，作為箱梁懸臂梁施工中的控制依據(jù)。結(jié)合工程進度，適時移動接收器的控制點，將其精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)移至0號塊處。

通過高精度全站儀的應(yīng)用，構(gòu)建平面控制網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)已建立的配置靈活地控制該網(wǎng)絡(luò)。

對于高程控制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，改變設(shè)備的高度，在每個墩臺上放置一個高程控制點，完成0號箱形梁后使用0級和吊鋼尺方法移動到0號塊的頂部或?qū)⑵錁?gòu)建到全站儀。0#塊的水平點具有較高的參考價值，是懸臂結(jié)構(gòu)的高程控制點，具有重要的參考作用。

依據(jù)圖紙要求，精準(zhǔn)確定各墩0#塊梁上表面的控制參考點，有效控制各點的距離，保證點位間距一致性，差值不可超過10 mm。

3.2 基準(zhǔn)點和梁段測點的埋設(shè)

0#塊中心基準(zhǔn)點具有重要參考價值，可以利用Ф16 mm的直螺紋鋼筋制作。鋼筋外露2 cm（超出混凝土頂面的部分），對該外露端磨圓，再刷涂紅漆。

懸臂節(jié)段梁的測點布置如圖2所示。

圖2 懸澆階段梁測點布置（單位：cm）

標(biāo)高觀測點可用于測量箱梁的撓度值、觀察箱梁是否存在扭轉(zhuǎn)變形的現(xiàn)象。5個測點對稱設(shè)置在箱梁中央線上，觀測點與段的正面端面相隔20 cm。設(shè)定標(biāo)高測量點后，正確設(shè)定斷面梁底面的標(biāo)高關(guān)系，測定結(jié)果遵循梁底面的標(biāo)高。測量點的標(biāo)記由16 mm直徑螺紋鋼筋組成。

鋼管在箱形梁的混凝土表面上各暴露3 cm，裸露的邊緣涂有紅色油漆。設(shè)置懸掛式箱梁段的測點后，可以將其作為箱梁中點線平面位置的測點，也可作為箱梁的撓度觀測點以及仰角控制點，具有多種作用。

嵌入觀測點時，應(yīng)注重位置的準(zhǔn)確性以及測點自身的穩(wěn)定性，且不能阻止吊籠前進。箱梁第0塊的參考點和懸架澆鑄件的變形觀察點嚴(yán)格埋在指定位置，每個點位置的填充誤差和距離控制在10 mm以內(nèi)。埋入式鋼筋的測量點必須與箱形梁頂部上方和下方的鋼筋緊密焊接，并將鋼筋的底部推向底板的底部模板。

箱梁的零塊基準(zhǔn)點和懸掛的鑄造部的撓度變形觀測點需要嵌入指定位置，嵌入的加固測量點需要與箱梁屋頂?shù)纳舷落摪舫浞趾附樱露诵枰獕涸诘装宓撞康哪＞呖蛏稀?/p>

3.3 箱梁懸澆施工控制測量

（1）箱梁懸掛部分的掛籃若已經(jīng)提前安裝到位，配套全站儀，利用經(jīng)緯儀穿線法以及盤左盤右法有效控制箱梁截面段，根據(jù)箱形梁的垂直模板的高度安裝底部模板、水平模板和頂部模板。先調(diào)節(jié)吊鉤的高度，待其具有合理性后，再抬起掛籃和底部，保證底模標(biāo)高的合理性，使頂板底模精準(zhǔn)就位，高程誤差不可超過±10 mm。

（2）在箱梁的各個部分懸臂的形成過程中，應(yīng)進行撓曲測量和高度控制測量：掛籃安裝后；向箱梁內(nèi)灌注混凝土前；混凝土灌注后；在垂直的預(yù)應(yīng)力鋼梁上施加張力后。

（3）箱形梁懸索澆筑工作中的撓度觀察通常采用封閉的水平通道予以觀察。為有效減小因溫度變化產(chǎn)生的變形量，應(yīng)確定合適的觀察時間，得到準(zhǔn)確的觀察結(jié)果，必須在上午8：00前完成實地調(diào)查。應(yīng)在注入混凝土后的隔天早晨測量箱形梁的變形。

（4）在現(xiàn)場測量中，如果梁截面的測量值與預(yù)測的仰角的計算值之差超過15 mm，或箱形梁與平面中心線的測量位置差超過5 mm，則需要檢驗測量結(jié)果，若確實存在測量值偏差過大的情況，應(yīng)分析原因，采取控制措施。

（5）在箱形梁懸臂結(jié)構(gòu)控制觀測中，墩基的觀測至關(guān)重要，需要將觀測點設(shè)在各墩平臺，要求每個平臺均有4個對稱布置的測點。為保證測點的穩(wěn)定性和測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用承臺埋置式測點。

3.4 承臺沉降觀測測量

（1）測量點的放置是為了觀察承臺的沉降，各設(shè)置4個測量點在上、下部旋轉(zhuǎn)工作臺上。

（2）測量條件在蓋結(jié)構(gòu)完成后測量初始值，墩和A1梁段完成后測量一次，卸下支架并轉(zhuǎn)體之前測量一次。在高精度水平上觀察沉降變形。

3.5 箱梁轉(zhuǎn)體過程中的線形監(jiān)控測量

在轉(zhuǎn)體的過程中在箱梁懸臂端監(jiān)控4個控制點（每個懸臂端有2個）的標(biāo)高變化。測量點位于A3梁段前端的上部。在轉(zhuǎn)體過程中，需要在各頂程結(jié)束后測量測量標(biāo)高，確認(rèn)轉(zhuǎn)體后的標(biāo)高與旋轉(zhuǎn)前相同，誤差在5 mm以下。需要可靠的轉(zhuǎn)體裝置和安全對策保證結(jié)構(gòu)的安全性。

3.6 箱梁轉(zhuǎn)體后支架現(xiàn)澆線形監(jiān)控測量

混凝土澆筑在梁段前控制各控制點的梁底標(biāo)高，即底模的控制標(biāo)高。誤差不大于3 mm。澆筑混凝土后以及張拉預(yù)應(yīng)力鋼束后分別測量各控制點的標(biāo)高，為使得檢測方便，將各測點放置到梁的上頂面。

3.7 箱梁體系轉(zhuǎn)換及合龍的監(jiān)測

連續(xù)箱梁系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換和閉合是橋梁整體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，也是線性控制的重要方面。為了確保建筑物懸臂的緊固精度，箱形梁平面軸的位置誤差必須在10 mm以下，且懸臂末端的高度差區(qū)間在-5～15 mm以及-5mm以下。更換每個孔系統(tǒng)并構(gòu)造一個封閉截面前，測量T形懸臂箱梁的高程。

測量合龍段的高度觀測：模板安裝前；灌注混凝土前；混凝土灌注后；對垂直的預(yù)應(yīng)力鋼束進行拉伸處理后；各預(yù)應(yīng)力鋼束擰緊后。

合龍采用壓重技術(shù)時，應(yīng)密切監(jiān)控緊固部分混凝土結(jié)構(gòu)的變形情況。

4 影響箱梁撓度變形的因素處理

4.1 掛籃變形

受箱形梁的重量或其他建筑載荷的作用，掛籃易出現(xiàn)變形，具體括彈性變形和非彈性變形兩種形式。確定具體的變形量時，需要根據(jù)掛籃的形狀、梁自重、施工負(fù)荷等因素選擇具有可行性的變形計算方法。根據(jù)現(xiàn)場施工情況，預(yù)載試驗選用外部荷載法和內(nèi)部荷載法。

可以通過分段加載方法執(zhí)行預(yù)加載測試，逐步加載時間和負(fù)載，盡可能地接近梁段，每段的負(fù)載加載時間需要大于30 min。在載荷預(yù)載荷試驗中，觀察主要材料的變形和懸架的應(yīng)力結(jié)果。通過掛籃的預(yù)載荷試驗，繪制載荷變形曲線，得到各梁結(jié)構(gòu)中掛籃的垂直變形值。

4.2 支架和托架變形

為保證支架的穩(wěn)定性，使用前先進行靜載荷測試（具體采用傾斜載荷），每個階段的載荷需要持續(xù)30 min或更長時間，最后一個階段持續(xù)24 h，完成后逐漸消除負(fù)載，并在每個階段測量支架和梁的變形值。

支架的靜態(tài)載荷測試中的最大載荷是設(shè)計載荷的1.2倍。在支架靜載荷測試過程中，每執(zhí)行一次加載和卸載作業(yè)后，均可以得到支架、梁兩部分的變形數(shù)據(jù)，用于判斷各自的變形情況。

5 結(jié)語

對大跨度連續(xù)梁橋進行的設(shè)計與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。施工過程中，環(huán)境溫度場和高度直接影響橋梁的布置和內(nèi)力，施工參數(shù)與設(shè)計參數(shù)也存在一定差異。施工期間必須以科學(xué)的方法收集材料，經(jīng)過參數(shù)識別后，結(jié)合識別結(jié)果展開計算，得到理論值，根據(jù)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)指標(biāo)建立規(guī)劃結(jié)構(gòu)指標(biāo)。在施工過程中進行監(jiān)控、收集數(shù)據(jù)，進行最佳控制，實現(xiàn)對梁橋的線形控制目的。