多跨连续梁施工及监控技术研究

田江云(中铁二十二局集团第二工程有限公司, 北京 100043)

多跨连续梁施工及监控技术研究

田江云
(中铁二十二局集团第二工程有限公司, 北京 100043)

以哈牡铁路客运专线斗银河特大桥一联(40+3×60+40) m五跨连续梁的施工与监控技术为例，对多跨连续梁桥施工技术进行了关键点的阐述，同时在施工监控中利用空间有限元软件对多跨连续梁施工各工况的位移与应力进行了数值模拟，并对该桥采用的施工监控技术进行了介绍，通过该技术方案的实施，很好的完成了多跨连续梁的施工。

多跨连续梁；施工技术；数值模拟；施工监控

1 工程概况

哈牡客运专线斗银河特大桥全长2 530 m。本桥于DK281+086.12处采用一联(40+3×60+40) m连续梁跨越既有海林高速口匝道,DK281+034.85处斜交D匝道35°42′，DK281+086.12处斜交A匝道75°22′，DK281+156.76处斜交E匝道139°。该多跨连续梁处于直线段上，竖曲线以DK279+020为变坡点，DK279+020至DK280+700纵坡3.0‰，DK280+700至DK283+400纵坡16.87407‰，主桥(40+3×60+40) m的五跨连续梁，位于27#墩～33#墩之间，全长261.7 m。施工现场如图1所示。

图1 施工中的斗银河特大桥(40+3×60+40) m连续梁

2 多跨连续梁施工技术

2.1 连续梁梁体结构设计情况

连续梁设计采用悬臂浇筑施工，计算跨度为(40+3×60+40) m，共设63个梁段。连续箱梁顶板厚度除两端附近外均为40 cm,腹板厚48～64～80 cm，底板由跨中的40 cm按二次抛物线变化至根部的80 cm。边支座中心线至两端60 cm，全桥长261.7 m。中支点处箱梁中心梁高6.05 m，跨中箱梁中心梁高3.05 m，直线段长13.75 m,边跨直线段长3.75 m。箱梁纵向分0#段、悬臂浇筑段、合龙段及边跨现浇段，其中0#段9 m，悬臂最长为5.25 m，最短为3 m，合龙段2 m，边跨现浇段为3.75 m。

2.2 连续梁施工总体方案

斗银河特大桥(40+3×60+40) m连续梁0#段采用托架法施工，1#～6#、1＇#～6＇#悬臂段采用挂篮悬臂浇筑，合龙段利用挂篮现浇，边跨平衡段采用支架现浇法，混凝土浇筑时各阶段一次浇筑。箱梁为C50混凝土，由自建拌合站集中生产，混凝土搅拌运输车运输至施工点，然后用混凝土输送泵泵送至工作面，混凝土浇筑采用分层法浇筑。

在主墩施工完成后，安装主墩球形钢支座，安装托架，进行托架预压。预压完后，绑扎底、腹板钢筋，对相应预应力筋及管道进行精确定位。浇筑0#段混凝土，梁体养护。进行预应力张拉锚口损失试验及管道摩阻试验，确定各预应力束实际张拉端张拉力及理论伸长值。梁体混凝土强度达到设计强度的95 %、弹性模量达到设计值的100 %且混凝土龄期不小于5 d时，进行0#段梁体纵、竖、横三向预应力筋进行张拉、压浆。

0#段施工完成后，进行挂篮主桁架拼装。0#段张拉、压浆完成后，在已完成梁段进行挂篮及模板组装。挂篮安装完成后，对挂篮进行预压，预压合格后，根据挂篮非弹性变形量调整模板高程并进行1#段钢筋绑扎及混凝土浇筑、梁体养护。当1#段梁体混凝土强度、弹性模量以及龄期达到设计要求的预应力张拉条件时，进行张拉，张拉完成后，进行压浆、封锚；以上工作全部完成后，落下挂篮底模，进行挂篮走行至下一段梁段。依次反复至6#梁段施工完毕。施工次中跨合龙并拆除2#、5#临时固结，然后施工中跨合龙段拆除3#、4#临时固结，中跨合龙段施工完毕后拆除多余挂篮。在1#～6#梁段挂篮悬浇施工期间，在边墩处进行现浇段支架的支架搭设施工。边跨现浇段支架完成后，进行支架预压。支架预压完毕，即进行现浇段模板安装，钢筋绑扎并定位安装预应力筋和管道。浇筑梁体混凝土，进行自然养护14 d，完成边跨现浇段施工。

6#段悬浇梁施工完成且现浇段梁体混凝土强度达到设计强度的100 %后，进行边跨合龙施工。调整边跨合龙段底模并外模就位。根据气温测量统计情况(连续观察气温7 d)确定夜间稳定最低时间段为临时锁定时间，做好临时锁定的充分准备达到临时锁定条件，进行边跨临时锁定施工，桥梁完成边跨合龙，进行体系转换后，拆除主墩支点处临时支座及用于箱梁悬浇施工的挂篮各部件。

3 多跨连续梁施工监控数值模拟

针对斗银河特大桥(40+3×60+40) m预应力混凝土多跨连续梁桥实际施工过程，采用MIDAS/CIVIL通用空间有限元软件进行数值模拟计算。分析模型如图2所示。

图2 (40+3×60+40) m多跨连续梁桥有限元分析模型

根据实际施工情况，在全桥计算分析时将施工总共划分了35个施工阶段，重点阶段如表1所示。

表1 施工重点阶段

采用MIDAS/CIVIL通用空间有限元软件进行数值模拟计算，将模拟上述35个施工工况，其中施工监控中线形是控制的主要控制点。重点工况主梁数值模拟的位移如图3～图5所示，重点工况数值模拟的应力控制结果如图6～图7所示。

图3 (40+3×60+40) m多跨连续梁最大悬臂状态结构竖向位移

图4 (40+3×60+40) m多跨连续梁全桥合龙张拉后结构竖向位移

图5 (40+3×60+40) m多跨连续梁三年收缩徐变完成后结构竖向位移

图6 (40+3×60+40) m多跨连续梁最大悬臂阶段梁体顶板部位结构应力

图7 (40+3×60+40) m多跨连续梁最大悬臂阶段梁体底板部位结构应力

4 多跨连续梁监控技术

4.1 施工监测与施工控制

施工监测是多跨桥梁施工监控的基础。施工监控采用的反馈分析方法是建立在结构理想设计状态、实测结构状态和误差信息三大基础之上的，进行施工过程的跟踪监测是施工监控中不可少的。

施工监测主要工作内容包括：施工监控控制网的建立和复测；结构的变形监测，如主梁的线形、标高等；结构的内力和应力监测，如主梁关键断面的应力监测；结构典型断面的温度分布监测。

施工控制是整个桥梁监控的核心任务。一般来说，桥梁的理论分析预测值与实际的监测值是有一定偏差的。监控的目的就是调整实际和理论的误差，使结构的线形和内力尽量符合设计的意图。根据以往桥梁施工及控制经验，在施工过程中影响桥梁结构内力和线形的因素主要有以下几方面：(1)桥梁施工荷载及临时荷载；(2)挂篮变形；(3)日照影响；(4)混凝土浇筑方量的控制及混凝土弹性模量；(5)预应力束的张拉。

当上述因素与估计不符，而又不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时，必然导致在以后阶段施工中采用错误的纠偏措施，引起误差累积。

4.2 施工过程中主梁线形监测

主梁线形主要通过布设高程点来控制主梁横桥向和纵桥向的标高。标高观测是控制成桥线形最主要的依据，成桥后桥面线形几乎无法调整，因此必须在桥面施工前确定主梁的位置和标高，通过该施工过程之前修正的主要结构参数，详细计算结构参数，一次性确定主梁标高和位置；在施工完成后，即为设计桥面位置和线形，无需调整。

施工时在每个施工块件上布置3个对称的高程观测点，这样不仅可以测量箱梁的挠度，同时可以观察箱梁是否发生扭转变形。以0#块高程测点布置为例，测点布置如图8所示。

图8 (40+3×60+40) m多跨连续梁0#块高程测点布置(单位：cm)

4.3 施工过程中主梁结构应力监测

除主梁线形及位移监测外，主梁结构应力监测也是多跨连续梁桥施工控制的一个重要监测内容。通过该项应力监测，可掌握主梁受力状况，及时判定主梁应力是否超限，从而可知道主梁安全状况。

(40+3×60+40) m预应力混凝土连续梁桥全桥共计21个监测断面，分别为每个主跨的根部、1/4跨和跨中，每个边跨的根部、跨中截面和合龙截面。每个断面布置4个测点，每个测点方向均为顺桥向布置；全桥共计84个测点。主梁应力测点布置截面如图9所示。

图9 (40+3×60+40) m多跨连续梁主梁测试断面图布置

5 结束语

哈牡铁路客运专线斗银河特大桥一联(40+3×60+40) m五跨连续梁施工采用上述的施工及监控技术，经过实际的工程经验，有效的起到了施工指导的作用。采取该施工及监控技术后，连续梁施工现场安全可控，采用MIDAS/CICIL空间有限元软件模拟的数值结果与现场实测结果走势比较吻合。哈牡铁路客运专线斗银河特大桥(40+3×60+40) m连续梁较好的完成了施工任务，上述技术方法可对类似条件的多跨连续梁桥施工起到很好的参考、借鉴价值。

[1] 包仪军.合龙方案对多跨连续梁桥施工监控的影响分析[J].铁道标准设计,2016(3).

[2] 陈梦成.多跨连续梁桥跨结构的施工监控技术[J].城市轨道交通研究,2012(5).

[3] 张宁军.客运专线多跨连续梁合龙段施工技术[J].铁道建筑，2011(7).

[4] 钟亚伟, 体系转换顺序对多跨连续梁的影响[J].高速铁路技术，2011(6).

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田江云(1983～)，男，本科，工程师，从事施工技术及施工管理工作。

U445.463

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[定稿日期]2016-11-15