高速铁路支架现浇梁施工线性控制技术

常永梅

(中铁十二局集团第四工程有限公司，陕西西安 710021)

0 引言

近几年来，随着我国客运专线和高速铁路项目的建设，大家可以看到主要是以桥梁为主，因此在线下施工中对现浇梁线性控制要求的标准越来越高，现浇梁的最终几何尺寸形成要经历一个漫长而复杂的过程，而且在施工期间梁的结构体系也将随着施工阶段的不同不断变化，各种施工误差、测量误差、梁体徐变、沉降数据都在影响着现浇梁的线性数据，因此在施工过程中是很有必要对梁体的施工线性进行合理的、科学的探讨，保证最后梁体几何尺寸和空间位置与设计值相差最小。

1 工程概况

京沪高铁淮河特大桥2139号墩～2263号墩(DK838+704.49～DK842+756.67)位于安徽省蚌埠市，长4.052 km，梁的结构主要是以简支梁为主，其跨度主要以32 m和24 m两种布置形式，其中2207号～2258号墩位于曲线上，曲线半径为10 000 m(左线)，曲线梁的布置形式主要是平分中失布置，设计桥梁总偏角8°00′06.6″，梁的最大偏移 E=10 mm，其余墩台位于直线段。设计时速350 km/h双线，线路上部结构为CRTSⅡ无碴轨道板结构形式，线间距5 m，梁顶面宽12.0m，梁底宽6.7m，桥面采用三列排水方式。

2 现浇梁线性控制

2.1 线性控制的目的

1)通过对支架现浇梁施工线性控制，不但每孔梁高程和空间位置满足设计要求，而且整体线性符合设计要求，以确保整座桥梁满足设计要求。2)通过对每孔梁的各种数据的测定，来计算同一种施工方法的线性变形参数，在施工中不断进行修正，对于不能消除的，使其在施工中相互抵消。3)通过线性控制数据，来确定CRTSⅡ无碴轨道板的施工时间。

2.2 现浇梁线性控制依据

1)TB 10203-2002铁路桥涵施工规范;2)TB 10002.3-2005铁路桥涵钢筋砼和预应力砼设计规范;3)铁建设［2007］47号新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定;4)《客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准》;5)现浇梁施工设计图及相关资料。

2.3 线性控制思路

连续梁在施工完成后出现的施工误差，除张拉预备预应力索外，基本没有调整的余地，针对已有超限的平面误差，只能通过在下一片梁浇筑时做出必要的调整，这样就形成了空间两片梁体的线性误差，不但影响美观，而且误差过大将会影响受力。对于超出设计要求的高程误差，只能通过梁体打磨工序使其满足规范要求，大大的增加了施工经费，且影响后续工作，所以要保证线性控制目标的实现，最根本的就是对立模后的预压数据和立模标高做出尽可能的准确预测。因此我们通过对支架和模板的弹性变形和非弹性变形数据预压前后的测定，在调整模板时进行预留，最终形成合理科学的线性控制数据，确保了梁面标高的准确性。

2.4 支架预压

对于支架现浇梁施工，支架的变形和模板的各种变形对线性控制起着重要作用，每片梁支架预压采用相邻梁的受力情况进行相似预压，各个部位的预压重量和受力情况是否均匀很重要，所以我们对测点的布设和预压沙袋的摆放进行了探讨，最终结果除在每个支架的支点、1/4跨中、1/2跨中布设观测点外，还在每个模板接头、千斤顶位置进行了点位布设，预压同时也要对支架基础和支架的垂直度进行观测，观测点布置图见图1。

图1 观测点布置图

观测方法采用三角高程上桥的方法进行工作基点的标高引测，为了保证基础和支架数据的准确性，要采用同一个工作基点对顶部和下部临时工作基点的引测。临时工作基点布置完成后，首先利用引测的临时工作基点对模板支架和基础进行无预压荷载前的观测，然后再按照分级荷载预压进行同步变形观测。待整体预压荷载重量达到设计重量时，要放置7 d的均匀荷载变化期并同期进行观测。当支架基础和支架模板观测点在3期观测数据内相互差值不大于2 mm时，认为沉降处于平稳，可以进行卸载。最终卸载完成后对模板支架点位进行观测，可以计算出非弹性变形和弹性变形值，当我们在进行底模调整时，就可以根据弹性变形数据进行预拱度设置。以2166号～2167号孔梁为例进行分析，各点的沉降量见表1，表2。

根据表1，表2的数据可得出弹性变形最大沉降量为5.70 cm，根据最大沉降量以及设计挠度值、张拉反拱值估算出预拱度的跨中拱度值。考虑到牛腿以及模架自重产生的挠度值，以及设计给出的预应力上拱度10.2 mm～10.4 mm，理论计算残余徐变拱度值6.5 mm～7.3 mm，选取反拱平均值为17.9mm，与模板弹性变形的最大沉降量的代数和求得跨中预拱值，数值为39.1mm。

2.5 平面高程控制

在平面控制上，我们主要有极坐标法、坐标法、自由设站(后方交会)等常用的几种方法，根据以往经验，极坐标法和坐标法局限性很大，实际操作中经常要设临时转点进行放样，这样就会给我们造成一定的测量误差，使线路形成近似于直线的折线。为了避免以上误差，采用徕卡1201+全站仪的自由设站方法进行测量放样，它的优点主要是:置镜灵活方便、整体线性可靠、不会形成较大的折线误差。它的缺点是:要求控制点相互点位之间精度高、几何形状严。针对这些情况，我们对线下控制点进行了加密，采用GPS和全站仪进行对比复测并复核，以保证线路整体的线性控制。平面控制示意图见图2。

表1 1号～14号沉降量 cm

表 2 1′号 ～14′号沉降量 cm

图2 支架现浇梁线性控制平面控制示意图

具体放样方法:将仪器置于前一孔已经施工完的梁面的中线位置精确后，依次对线下加密的控制点进行顺时观测，观测完后仪器将显示ΔX和ΔY(观测点X，Y坐标测量中误差)，当ΔX和ΔY在不大于5 mm以内为合格，然后采用同样方法逆时针方向观测一次，当ΔX和ΔY在不大于5 mm以内为合格，以两次观测数据的平均值作为最终观测成果。所有工作点均按照上述方法进行观测，观测合格后作为最终测量数据。设好站后，打开仪器对中激光对仪器的置镜点进行标示，目的是在进行下一孔梁的放样时要对上一孔梁的置镜点进行复核，这也是保证现浇梁整体线性控制的重点之一。在观测前应对仪器温度、气压进行相应测量，温度误差在1℃范围内，气压误差在5 Pa范围内，并及时进行修正。仪器在测量前应自检，进行横轴、竖轴、i角、2c值修正。在观测中每隔10 min要进行一次后视方向检核，对于超限的要重新进行后视，并对已经放好样的点位进行复核。在支架现浇梁线性控制上首先要对支座安装精确定位，在曲线上首先要考虑到支座中心的布设方法和曲线梁的偏移值E，然后进行底模中线和边线校核。在进行底模中线调整时，按照先两头后中部的方法进行调整。当底模中线调整好后进行高程调整，在高程调整时，按照预压后的预拱度标高=弹性变形值+设计高程进行调整-理论设计残余徐变拱度值(设计已经给出)计算，每间隔2 m进行一次左右标高调整，如24 m梁底模标高调整布点示意图见图3。

图3 24 m梁底模标高调整布点示意图

当实测标高和设计标高差值小于2 mm，并且与相邻梁的错台小于4 mm时可以进行侧模的安装，侧模平面和高程控制的方法同底模的控制方法。梁体钢筋全部绑扎完成后，对梁的翼缘板的标高再次进行复核，如果标高超限要重新进行调整。为了验证预压时模板弹性数据的准确性，梁体混凝土浇筑过程中，采用与预压相同的布点方法和观测方法，对模板的变形再次进行复核。混凝土浇筑完成后，混凝土的自重将产生下挠，会与预先设置的上拱值进行相互抵消，但预先设置的上拱和实际的下挠肯定不会相等，所以我们将对混凝土浇筑完成后(初凝前)进行第三次的标高和平整度控制，对标高和平整度超限的进行修整。

2.6 沉降和徐变的控制

2.6.1 沉降观测

在现浇梁施工过程中，桥墩基础沉降将会影响梁的线性控制，所以在现浇梁混凝土施工前后要对桥的沉降进行观测(见图4)，以检测桥梁基础的稳定性。对于沉降较小的(小于1 mm)且桥墩混凝土浇筑完成后迄于收敛状态的，可以认定已处于稳定。对于沉降较大且沉降不止的我们将停止下一孔梁的施工并分析沉降原因，待桥基础稳定后方可进行下一孔梁的施工。目前我工区桥梁基础大部分为嵌岩桩基础，现浇梁施工前后基本上没有变化，所以可以验证基础的稳定性对梁的线性控制影响不大。

图4 桥墩沉降

2.6.2 梁体徐变

支架现浇梁的徐变是一个漫长的变化过程，也是影响梁体线性的非常重要的一个控制要点，徐变不仅影响梁体的线性，对后期的CRTSⅡ板的施工也存在影响，所以对于梁体的张拉过程我们要严格控制，张拉后的梁体徐变值要按照《京沪高速铁路线下工程沉降变形观测及评估》的要求进行观测、整理数据，并及时分析徐变超限值的原因。

3 结语

对于支架现浇梁的线性控制我们采用上述方法进行施工控制，不仅对每孔梁的线性得到了较好的控制，对桥梁的整体线性也得到很好的控制，但方法中的个别工序存在的不足还需要进一步研究探讨，比如自由设站的精度控制、高程上桥的精度控制。因此我们仍需要进一步对支架现浇梁线性控制进行研究分析，对支架现浇梁的线性控制有待改进，以更好的保证整座桥的线性，满足列车行驶的时速要求及安全性。