浅析大跨度连续梁线性监控施工技术控制
2017-05-18陶叶平
陶叶平
[摘要]近年我国铁路、公路工程发展迅速，随着连续梁技术在其中的广泛应用，桥梁工程在建设项目过程逐渐变得更加可靠。本文结合连盐铁路跨沿海高速、苏北灌溉总渠特大桥（73+2X128+73）m连续梁+（73+4X128+73）m连续粱说明了线性监控的目的和工作原理，阐述了线性监控在桥梁工程中的应用及实践分析。
[关键词]桥梁；线性监控；控制
1工程概况
跨沿海高速、苏北灌溉总渠特大桥位于盐城市滨海县境内，起讫里程DKl67+273.735-DK179+870.975m，设计桥长12593.24m。本桥受地形、地物限制或有特殊要求的连续梁采用悬臂浇筑施工。267#-27l#墩采用1联（73+2×128+73）m连续梁；271#-277#墩采用1联（73+4×128+73）m连续梁跨越调度河、淮河人海水道、排水渠、苏北灌溉总渠及S328省道。连续梁0#块顺桥长度均为12m，1#-18#块段为悬臂施工节段，19#块段为合龙段，20#块段为边跨现浇段。箱梁顶宽12.5m，底板宽7.0m，梁高按圆曲线变化为：高5.6m-9.6m；中跨支点处梁高9.6m，箱梁横截面为单箱单室。
2线性控制的目的
采集现场影响悬臂灌注施工梁体变形的各种因素，模拟现场施工过程，计算梁段立模数据，并与实测数据对比，求出偏差系数，调整梁段预拱度值和立模标高，确保成桥线形符合设计要求。保证合龙精度。
3线性监控的工作原理和内容
3.1线性监控的原理
连续梁悬臂灌注施工每一个工况中梁段实测标高与设计标高的误差产生原因主要有：①模拟计算参数的计算方式和取值，它们包含混凝土的弹性模量、材料容重、混凝土徐变、混凝土龄期参数与工程实际情况有一定差别；②实际测量的构件几何尺寸与设计尺寸的偏差；③预应力荷载、结构温度、临时荷载、施工荷载等影响。除了上述影响因素之外，还应考虑施工温度及临时荷载的影响。根据实际施工参数和计算模型的对比和调整，由对比计算结果。用计算模型来指导后期的施工。基于线形监控影响的因素有多元性的特点，如要得到较为准确的施工控制调节量，要根据实际的结构响应与理论值的偏差得到需要的修正参数，然后利用修正后的参数重新计算每个控制调整量，下一施工循环使用新的控制调整量进行控制。这样再次对比结构实际响应与理论计算值，经过各个工况的多次调整和靠近，使得计算模型与实际参数的结构相一致，最终实现我们的控制目标。整个线形控制过程就是一个计算→预报→监测→对比→识别→修正→计算→预报的循环过程，每进行一次循环，计算和预报的准确性就得到一次提高。保证结构的标高与线形正确以及外形美观。
3.2线性监控包含内容
线性监控的内容主要包括：①桥梁梁体挠度观测和高程控制。②梁体轴线观测及平面位置控制。③基础沉降量观测及桥墩弹性压缩变形值观测。④温度变化的观测。
4线性监控的方法
4.1施工流程
前期的机构分析計算→预告挂篮定位标高→施工（绑扎钢筋、浇筑、张拉）→测量（标高、位移、温度、截面尺寸、弹性模量）→误差分析→修正参数→纠偏实施。
4.2监控前的准备
连续梁线性监控实施前，一定要编制切实有效的实施方案，并且按照既定的方案实施，施工过程中不得轻易更改方案：即使因特殊情况需调整，也应注意与已施工完成的节段的统一和闭合。另外应对挂篮及托架进行弹性和非弹性变形的观测，通过计算得出挂篮及托架的变形值。
4.3观测点埋设
0号块梁顶面控制点为箱梁悬臂浇筑施工的标高及桥梁中轴位置基准控制点。该点埋设于0号块横向、纵向轴线的中心位置，并保证该点位的埋设质量，注意在施工过程中的保护，不得损坏和覆盖。从箱梁的第1号节块开始，在距离节块前端15cm处（顺桥向），沿横向布置4个顶面标高观测测点。观测点可采用预埋钢筋或植筋的方式，观测桩钢筋的顶面须应打磨成凸型加刻画十字丝的结构，顶端露出混凝土面2-3cm。观测点的埋设位置及编号如图1所示。
挂篮主桁架前端变形测量的观测点可直接设置在主桁架前端节点上，可采用绳尺辅助测量主桁架前端观测点。
承台沉降测点布置在承台的对角。每个承台4个观测点。观测点可采用预埋或植筋的形式设置，观测点使用不小于Φ20钢筋头露出承台顶2-3cm左右，顶端应打磨成凸型结构以便观测。
4.4测量要求
对于每一个悬浇节块应进行下列三种工况的标高观测：混凝土浇筑前（挂篮立模就位后）、混凝土浇筑后、预应力钢束张拉后。对于正在浇筑的梁段，挂篮立模就位后（混凝土浇筑前）需要测量3、4点高程以及挂篮前节点高程；浇筑混凝土后，需要测量3、4点和1-4点高程以及挂篮前节点高程。对于已经施工完成的梁段，仅测量1-4点高程，因温度对测量结果的影响较大，顾每次测量一般选在上午6-10时、下午16-18时温度适中时施测。当进行标高观测的同时，还需对节块中轴线位置进行观测。承台基础的沉降观测，可根据施工的进度情况，进行周期性观测，但最大观测周期不能大于两个节块的施工周期。每个工况需要测量的截面为N，N-1，N-2，小于3个截面的，要全部测量。
实测数据经计算分析和计算模型对比后，结合节块重量、混凝土强度、挂篮变形值、标高、温度等因素，提出下一节块的立模标高值。
4.5合龙段观测
合龙段是连续梁施工的重点，更是线形监控的难点，应高度重视合龙期间的观测和控制。合龙段的观测应特别注意以下几点：①合龙前2个梁段的施工时，应对待合龙的两段梁体进行联测，以确保梁段悬臂施工的立模标高。保证合龙精度。合龙段的高程观测应按五种工况进行施测：安装吊篮前、混凝土浇筑前、混凝土浇筑前后、部分预应力张拉后、所有预应力张拉后。②在现浇合龙段之前，应对已完成节块的连续梁体进行施工温度和环境温度的变化值及相应挠度变化情况进行观测：温度变化的观测频率不大于4小时，最佳观测时间为2：00，6：00，10：00，14：00，18：00，22：00。
除以上监测情况以外还有两种特殊工况需要进行监测：0#块临时支架拆除时和桥面临时荷载有较大变化时。
4.6温度影响观测
合龙前2个梁段节块的混凝土养护期间，需测量一次温度对悬臂端的变形影响，最佳观测时间分别为6：00和14：00。
4.7轴线观测及平面位置的控制
在梁體浇注的每个节段要设置一个中轴线的观测点。每完成一个节块的浇筑后，应对已完成的所有节块轴线位置进行复核。另外在立模时，要精确把握模板前端4点的坐标，保证模板定位完成后的准确性。
4.8承台基础沉降观测及桥墩弹性压缩变形观测
通过对承台顶面设置的观测点和0号块顶部基准点的观测，作为对承台基础沉降和墩身压缩变形值的来源。
4.9施工监控目标
箱梁梁段的精度要求：
箱梁底、顶板中线误差：≤5mm；
箱梁顶面高程：±10mm；
箱梁底、顶板宽度误差：±30mm；
箱梁高度误差：+5mm，-10ram；
同跨对称点高程差：±20mm；
合龙段的主要精度：
中线位置相对误差：≤10mm；
高程相对误差：≤10mm。
4.10立模标高计算
立模预拱度值以向上为正。底模标高通过下式给出：
H=H0+fs+fm+fg
式中：
H—梁体底板立模标高：
H0—梁体底面设计标高，即设计成桥线形；
fs—后续节段施工或体系转换对本节段前端产生的挠度变形；
fm—1/2活载预拱度：
fg—挂篮自重及其自身变形产生的挠度，可以根据挂篮加载试验结果考虑其影响。
5结语
综上所述，连续梁线性监控是保证连续梁施工合拢精度，提高施工质量的主要环节，在桥梁连续梁施工中发挥着重要作用。施工中要不断的改善自身的施工技术，创新施工手段，运用新的科技措施，结合桥梁施工中的实践经验，将理论和实践相结合，严把桥梁质量关，推动桥梁建设的发展进程，满足公路、铁路运输的要求。
[责任编辑：王伟平]
