論混凝土剛構(gòu)橋施工線形及應(yīng)力監(jiān)控技術(shù)

羅 三

（貴州路橋集團(tuán)有限公司 ,貴州 貴陽(yáng) 550001）

0 引言

掛籃對(duì)稱懸臂澆筑工藝是連續(xù)剛構(gòu)橋施工的常用方法，該方法受地形影響小，施工安全性高，且施工進(jìn)度快，但施工階段橋體線形、應(yīng)力分布控制難度較大。為保障成橋應(yīng)力分布、橋體線形滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，須開展橋梁施工線形、應(yīng)力監(jiān)控，保證橋梁線形質(zhì)量及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[1-3]。基于此，該文以某高速公路連續(xù)剛構(gòu)橋工程為依托，對(duì)其施工線形及應(yīng)力監(jiān)控技術(shù)展開研究，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概括

高速公路連接橋全長(zhǎng)315 m，主橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑組合為45 m+75 m+45 m，橋面總寬為25 m，分左右兩幅，橋面系鋪裝10 cm瀝青混凝土層+10 cm現(xiàn)澆混凝土層。

主橋上部結(jié)構(gòu)采用單箱單室變截面連續(xù)箱梁，箱梁頂板寬12.5 m、厚30 cm，底板寬6.5 m、厚70 cm，懸臂長(zhǎng)3.2 m，支點(diǎn)處梁高4.8 m、腹板厚110 cm，跨中處梁高2.2 m、腹板厚60 cm，頂板坡度為3%單向坡，底板為水平設(shè)計(jì)。橋體立面布置見圖1。

圖1 連續(xù)剛構(gòu)橋立面布置圖

2 施工順序

該高速橋梁為連續(xù)剛構(gòu)橋，主要采用懸臂澆筑法施工，其中0#、1#塊采用支架現(xiàn)澆工藝施工，2#～11#塊采用掛籃懸臂現(xiàn)澆工藝施工。

（1）支點(diǎn)、邊跨處現(xiàn)澆段長(zhǎng)度分別為12 m、6 m，T箱梁最大懸臂澆筑長(zhǎng)度為3.2 m，邊跨合龍段、中跨合龍段長(zhǎng)均為2 m，選用先邊跨合龍，再中跨合龍施工方案。

（2）各工序主要施工內(nèi)容見表1。

表1 各工序主要施工內(nèi)容表

3 方案設(shè)計(jì)

3.1 線形監(jiān)控方案

線形監(jiān)控內(nèi)容主要包含橋體平面線形、高程線形、基礎(chǔ)沉降三個(gè)方面，具體如下：

（1）橋體平面線形監(jiān)控采用徠卡TC702全站儀，高程線形監(jiān)控設(shè)備采用DiNi12水準(zhǔn)儀，每節(jié)段箱梁各用Φ20 mm鋼筋標(biāo)記A、B、C三個(gè)平面、高程線形測(cè)點(diǎn)，鋼筋伸出頂板截面3 cm，涂刷紅漆作為觀測(cè)標(biāo)記。

（2）橋體基礎(chǔ)沉降觀測(cè)采用DiNi12水準(zhǔn)儀，觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)于基礎(chǔ)承臺(tái)合適位置，共布設(shè)D、E、F、G四個(gè)觀測(cè)點(diǎn)位。橋體線形監(jiān)控測(cè)點(diǎn)布置見圖2。

圖2 線形監(jiān)控觀測(cè)點(diǎn)位置圖

3.2 應(yīng)力監(jiān)控方案

橋體應(yīng)力監(jiān)控設(shè)備采用XHX-115型應(yīng)變計(jì)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集設(shè)備采用XHY-ZH1型讀數(shù)儀[4-6]。

根據(jù)橋梁上部結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，選擇梁端處、邊跨及中跨1/2處、梁根處、中跨頂板及底板等進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控，單截面設(shè)置4個(gè)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)，共設(shè)置44個(gè)，見圖3。

圖3 應(yīng)力監(jiān)控觀測(cè)截面位置圖

4 施工監(jiān)控結(jié)果與分析

4.1 平面線形監(jiān)控

持續(xù)觀測(cè)成橋后左、右幅橋梁1#～11#關(guān)鍵截面位移，記錄各測(cè)點(diǎn)累積位移，評(píng)價(jià)橋體平面線形控制質(zhì)量，左、右幅橋梁累積位移結(jié)果見表2。

由表2可知：

表2 左幅、右幅橋梁累積位移結(jié)果表 /mm

（1）成橋后橋體左、右幅主梁的梁端、梁根處截面，均出現(xiàn)小幅上拱，最大上拱1.2 mm，與設(shè)計(jì)值偏差為0.2 mm。

（2）邊跨、中跨跨中截面處，最大下?lián)戏謩e為-8.2 mm、-18.8 mm，與設(shè)計(jì)值偏差分別為0.5 mm、1.6 mm。

從以上分析可知，成橋后左、右幅累積位移實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)值最大偏差出現(xiàn)在中跨跨中截面處，最大偏差僅為1.6 mm，表明橋體平面線形控制良好，滿足橋梁設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

4.2 高程線形監(jiān)控

成橋后左、右幅橋梁1#～11#關(guān)鍵截面高程監(jiān)測(cè)結(jié)果見表3所示。

表3 左幅、右幅橋梁高程監(jiān)測(cè)結(jié)果表 /m

由表3可知：

（1）梁端、梁根、邊跨跨中、中跨跨中截面高程實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)值最大偏差分別為5 mm、8 mm、7 mm、10 mm。

（2）成橋后左、右幅監(jiān)測(cè)截面高程實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)值最大誤差出現(xiàn)在中跨跨中位置，最大誤差為10 mm，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，表明橋體高程線形控制良好。

4.3 基礎(chǔ)沉降監(jiān)控

不同施工階段承臺(tái)D、E、F、G四個(gè)測(cè)點(diǎn)高程檢測(cè)結(jié)果見表4。

表4 承臺(tái)高程監(jiān)測(cè)結(jié)果表 /m

由表4中各測(cè)點(diǎn)高程數(shù)據(jù)，可算得承臺(tái)D、E、F、G測(cè)點(diǎn)沉降量均在3 mm，滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，表明橋體基礎(chǔ)沉降控制良好。

4.4 應(yīng)力監(jiān)控

不同施工階段箱梁頂板、底板應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果見表5。

表5 橋梁應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果表 /MPa

由表5可知：

（1）主橋施工階段，箱梁頂板、底板處最大應(yīng)力差值分別為-0.44 MPa、-0.36 MPa，均小于1 MPa，未超出規(guī)范應(yīng)力差值允許值。

（2）橋梁施工階段，未發(fā)生應(yīng)力變化過(guò)大現(xiàn)象，表明橋體受力性能較為優(yōu)良，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好。

5 結(jié)論

該文以高速公路連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)檠芯堪咐芯苛藪旎@對(duì)稱懸臂澆筑施工連續(xù)剛構(gòu)橋線形、應(yīng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)，并通過(guò)分析對(duì)比橋體平面線形、高程線形、基礎(chǔ)沉降、應(yīng)力分布實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值偏差，評(píng)價(jià)了橋梁線形、應(yīng)力控制效果，研究結(jié)論如下：

（1）成橋后，橋梁左、右幅最大下?lián)铣霈F(xiàn)在中跨跨中截面處，實(shí)測(cè)最大下?lián)?18.8 mm，與設(shè)計(jì)值偏差僅為1.6 mm，表明該橋梁平面線形控制良好，滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求[7-8]。

（2）成橋后，橋梁左、右幅高程實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)值最大偏差出現(xiàn)在跨中截面處，最大偏差值為10 mm，表明該橋高程線形控制良好，滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求。

（3）承臺(tái)部位4個(gè)測(cè)點(diǎn)沉降值均為3 mm，表明該橋基礎(chǔ)沉降控制良好，沉降控制滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求[9-10]。

（4）施工階段，箱梁頂板處出現(xiàn)最大應(yīng)力差值，其最大值為-0.46 MPa，小于規(guī)范規(guī)定應(yīng)力合理差值，表明該橋應(yīng)力控制良好，橋體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，受力性能優(yōu)良。