预应力现浇连续梁桥的施工监控体系构建

杨 舟,王振亚

(江苏省交通规划设计院)

1 当前预应力现浇连续梁桥常见的施工方法

1.1 就地浇筑施工

就地浇筑施工是一种古老的施工方法,它是在支架上安装模板、绑扎及安装钢筋骨架、预留孔道、并在现场浇筑混凝土与施加预应力的施工方法。由于施工需用大量的模板支架,一般仅在小跨径桥或交通不便的边远地区采用。随着桥梁结构型式的发展,出现了一些变宽的异型桥跨、弯桥等复杂的混凝土结构,又由于近年来临时钢构件和万能杆件系统的大量应用,在其他施工方法都比较困难或经过比较施工方便、费用较低时,也有在中、大桥梁中采用就地浇筑的施工方法。

1.2 悬臂施工

悬臂施工法是在已建成的桥墩上,沿桥梁跨径方向对称逐段施工的方法。它不仅在施工期间不影响桥下通航或行车,同时密切配合设计和施工的要求,充分利用了预应力混凝土承受负弯矩能力强的特点,将跨中正弯矩转移为支点负弯矩,提高了桥梁的跨越能力。采用悬臂施工时,结构的受力状态呈T型刚构,边跨合拢就位、更换支座后呈单悬臂梁,跨中合拢后呈连续梁的受力状态。结构上的预应力配置必须与施工受力相一致。

1.3 逐孔施土

逐孔施工法从桥梁一端开始,采用一套施工设备或 1、2孔施工支架逐孔施工,周期循环,直到全部完成。它使施工单一标准化、工作周期化,并最大程度地减少了工费比例,降低了工程造价。逐孔施工的体系转换有三种:由简支梁状态转换为连续状态,由悬臂梁转换为连续梁以及由少跨连续梁逐孔伸延转换为所要求的体系。在体系转换中,不同的转换途径将得到不同的内力叠加过程,而最终的恒载内力将向着现浇连续梁桥按照全联一次完成的恒载内力靠近。

1.4 顶推施工

顶推施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地,分节段预制梁,并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体联成整体,然后通过水平千斤顶施力,将梁体向前顶推出预制场地,然后继续在预制场进行下一节段梁的预制,直至施工完成。顶推施工的施工要点:需固定预制场地,采用摩阻系数小的滑移装置,要满足施工受力要求。

2 北京某大桥预应力现浇连续梁桥的施工监控体系

2.1 北京某大桥主桥概况

北京东部某大桥主桥设计为 100m预应力载面悬浇连续梁,其跨经布置为 58m+6×100m,单箱单室箱形截面。箱梁中线处根部梁高 6m跨中梁高3.8m,箱梁顶板全宽18m,厚度0.8m,设有横坡。底板宽度5m,厚度0.7m。翼板悬臂长5m,厚度由端部0.5变到根部0.6m。0号梁段采用支架浇注,其余梁段采用悬臂悬浇,两岸边跨现浇段采用搭设支架浇注。

2.2 桥梁施工监控

(1)位移监测

我们在每个悬臂浇筑梁段的前端顶面作为主梁标高控制测点,在断面上布三个点,分别布置在梁段前端顶面的两侧和断面中心处,距箱梁最前沿约 10cm的距离。达到强度前,该测点临时布置在悬臂模板相应位置处,并在梁顶测点外预埋好测点标志,测定该测点标志与悬臂上临时测点间的高差,待达到一定强度后,以后的测量就全部转移至梁顶测点上。悬臂上的临时测点也是确定立模标高的测点。施工测量作为施工控制观测系统的组成部分应尽量减少误差,使施工控制更有效。工程施工过程中主要采取的措施:一是布设好平面控制网和高程控制点,布设好梁段坐标、平面变位测量的网点和由桥址处永久性基点引至承台、墩身和主梁的水准点。定期对控制点和水准点进行校核。二是采用先进的测量仪器。平面坐标以全站仪采用三维坐标法测量,标高采用精密水准仪进行测量。测量仪器注意保养,定期校准,保证测量的精度。

(2)线型监测

在开始悬臂施工之前,桥梁监控小组认真观测了悬臂试压情况,了解了施工悬臂的弹性变形和残余变形情况;在开始悬臂施工这后,通过多次观测浇注前后悬臂的变形情况,通过计算和考虑悬臂变形确定各个梁段的立横标高。在对每一工况及时观测的基础上,认真分析了实测值和理论计算值的差别,通过系统的分析,及时对相关数据、参数作出调整。各个节段混凝土立模标高误差基本上都控制在±5mm以内,这是主梁线型最终趋于设计值的有力保证。有部分底板中轴上的点超出了±5mm的误差限值,主要是由于模板局部轻微变形所制,基本上不影响桥梁施工线型。

(3)挠度监测

控制原则:①局部线形控制要求,相邻节段相对标高误差不超过去时0.3%。②已浇梁段系统控制误差:±5mm。③主梁质量控制要求:按施工规程要求对主梁横截面尺寸的误差严格控制。④其他:主梁轴线、桥面平整度等参数允许误差按有关规范取用。在监测中,在各施工阶段中,我们对每一截面进行悬臂立模、混凝土浇筑、预应力张拉的标高观测,以便观测各控制点的挠度及主梁曲线的变化历程,以保证主梁悬臂端的合拢精度。主桥各梁段挠度实测值与理论值的比较以下表格。经过测试,悬臂浇筑误差控制在±5mm以内,悬臂张拉大多数控制在±10mm以内,从而可认为挠度的监控工作是令人满意的。

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