连续梁现浇施工膺架变形监测方法

柴树森

(中铁十二局集团四公司，陕西 西安 710021)

最近几年，铁路公路建设迅猛发展，交通发达、路网密布，加上大小江河水系等的通航环保需要，形成了各种形式的新建线路和既有线路水系之间的上跨下穿要求。上跨的解决方案多是采用跨径比较大的连续梁桥。连续梁施工方案有挂篮悬臂，预制顶推、膺架和满堂支架等形式。由于膺架施工成本低，对地形要求低等优点，因而在连续梁施工中得到了经常使用。在膺架施工中，由于该方法采用螺旋钢管柱排架做竖向支撑，上覆贝雷梁，承载重量大，支撑点少，因此需对地基做条形基础加强处理。另一方面就是对钢管柱进行施工过程中的变形监测。在连续梁的施工规范中都有预压监测这项内容，预压也可以检测支架的安全稳定性，这部分观测变形量中更多的反映了梁底模和翼缘板底模的弹性及非弹性变形量。施工现场进行预压也主要是为了获取这两项数据来进行梁底模标高控制。预压观测点受施工干扰多，不利于预压观测。而对管柱观测不受施工干扰，能对支架进行连续不间断的监测，及时反映支架的变形量大小，对支架的稳定性进行实时预报。在以前报道的连续梁支架垮塌造成的重大事故中，都是由于施工中膺架变形过大导致失稳引起的。在我们项目部的膺架连续梁施工中，依据连续梁分段浇筑整体张拉的特点，我们除了按规范进行预压观测外，为了掌握施工荷载对钢管立柱产生的变形情况，又对钢管柱进行了变形监测。下面就对膺架施工中钢管柱变形监测的方法进行阐述。

1 点位设置

1)安设全站仪的工作基点离开膺架侧面距离为10 m～20 m，根据连续梁长度及管柱排数设置2个～3个测站点，定向点距离测站点的距离为测站点到监测点距离的2倍～3倍即可，根据地形条件也可适当延长，但要求通视良好。

2)变形监测点设置在各跨的跨中排的钢管柱上，对连续梁中跨跨中有多排钢管柱，则逐一布设监测点。根据荷载均布特性和管柱受力分析，最大变形应发生在跨中的管柱上，我们现场只在A，B，C，D四排跨中管柱上设置监测点，与桥墩紧邻的管柱抗变形能力大，受力相对较小，我们没有对其进行变形监测(见图1)。变形监测点统一设置在管柱顶部下方20 cm处，位于管柱的同一侧，利于观测(见图2)。观测点设置测距片，利用全站仪的免棱镜测距功能进行观测。

2 观测方法

测站点和定向点按小三角形进行观测平差，来保证测站点之间的相对精度，以使整个连续梁段支架的变形数据具有整体的一致性(见图3)。

图1 支架布置示意图

图2 观测点布置示意图

图3 测站点及定向点布置示意图

在工作基点OA(或OB)安设全站仪，后视定向点定向BP。定向采用有棱镜测距定向，对定向点进行距离反测，对校核点OB(或OA)进行反测，进行测前校核。定向完毕，打开全站仪免棱镜测距功能，逐一对管柱上变形点进行观测，数据记录见表1。

表1 变形观测三维坐标表

3 观测频次

在管柱竖好后，进行首次观测，作为初始值。铺设贝雷片后进行第一次变形观测，预压期间管柱变形观测频次和梁底模预压变形观测相同，在混凝土浇筑过程中按0%，60%，100%三种荷载工况进行观测。在纵向整体张拉后进行一次变形监测，在各阶段混凝土浇筑施工过程中进行分段监测，在合龙段施工前后进行两次对应管柱的整体观测。在全连续梁体系转换前后进行两次全联管柱的整体观测。在贝雷梁拆除后再对管柱进行最后一次观测。通过在混凝土施工过程中不间断的观察支架的变形情况，对发现有变形的可以在变形初期及时采取相应措施补救。

图4 监测点三维变形曲线图

4 数据处理

将采集到的平面坐标数据转化为以连续梁桥中线为纵轴线，垂直于中线为横轴的相对坐标系中。在相对坐标系中计算各点的顺桥向和横桥向以及高程三个方向的位移变化量。针对每个点的每项变形量绘制位移变化图。位移变化图以变化量为纵轴，以观测次数等间隔绘制在横轴上，从变形曲线上可以直观变形变化情况。逐排逐点进行分析，监测点变形曲线见图4。

5 结语

由于将变形观测点设置于连续梁底模下面的管柱顶端，不受制梁施工干扰，可以从平面和高程两方面测量变形连续获取观测数据，从支架的顺桥向、横桥向以及高程三方面对支架的变形进行监测和变形趋势分析，便于对支架的变形原因分析和采取及时有效的变形处理措施。而加载预压只反映了底模标高的弹性和非弹性变形量，用于调整和控制连续梁的底板底面标高，监测过程受施工因素干扰多，对支架的稳定性也更多是结果性的检查。从现场变形监测数据分析来看，管柱竖向变形量较小为5 mm，顺桥向和横桥向变形较大为10 mm，是施工引起膺架变形的主要方面。因此，在膺架施工中，应加强管柱的纵横向连接，增强管柱的整体性，限制管柱的纵横向变形幅度，保证膺架的施工安全。

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[2] 铁建设[2010]241号，高速铁路桥涵工程施工技术指南[S].

[3] TB 10752－2010，高速铁路桥涵工程施工质量验收标准[S].

[4] 李习文.跨铁路现浇箱梁膺架法施工技术[J].山西建筑，2010，36(4):322－323.