铁路桥梁连续梁悬臂浇筑线形控制技术

2022-03-24邬勇

四川建材 2022年3期

邬勇

(中铁十六局集团路桥工程有限公司，北京 101500)

0 前言

连续梁施工中分阶段浇筑法的使用频率非常高。在实际施工的过程中，对桥梁线形可能会造成影响的因素非常多，例如：混凝土浇筑以后发生收缩变形、原材料的质量不达标、施工荷载、精准度、自然环境等诸多方面的影响因素[1]。当技术参数的设置不合理时，那么施工质量必然会受到巨大的影响。所以，必须合理确定施工工序，以此确保施工质量符合设计规范。以此为基础，使用最优控制理论，构建出一个完善的分析模型，提升施工的精准度，以期通过此次研究为建筑工程的后续发展提供指导。

1 工程概况

该工程项目的主桥10#～13#墩孔跨的设计是76 m+160 m+76 m，主要的结构类型属于连续梁拱形结构，主桥里程设计标注为DK298+035.1～DK298+349.1，结合设计图纸来看，11、12号墩属于主墩，而10号台、13号墩则属于边墩台。桥梁的连续梁主跨部分可以细分为36个节段，桥梁的连续梁底部宽度设计为10.8 m，梁体顶部的宽度设计为14.2 m。

2 连续梁上部结构施工方案及方法

2.1 施工方案

结合该工程项目的实际情况选择使用挂篮悬臂浇筑施工方法，连续梁的上部结构可以细分为四个具体的部分：0#号块梁段、悬臂式混凝土浇筑路段、支架部分浇筑梁段以及合拢梁体浇筑梁段。

墩顶0#梁段浇筑完成后再在0#梁段上组装挂篮。0#梁段主要为挂篮组装提供拼装工作平台和悬浇出发场地。0#梁段采用支架现浇法施工，边跨现浇梁段采用钢管柱支架现浇法施工，中跨合龙利用挂篮悬浇。

墩顶0#号梁段与墩身临时固结形成临时刚性体，以抵抗悬臂浇筑不平衡荷载和倾覆弯矩的作用。临时固结体系采用墩顶固结。当0#块连续梁安装完成以后，在连续梁上指定的部位安装挂篮，并对连续梁进行预压处理。挂篮施工时严格按照施工规范施工，采取封闭式施工，保证车辆及施工安全。具体情况可以参照图1。

图1 0#块钢管支架平面布置图(单位：mm)

2.2 连续梁悬灌施工

连续梁悬灌施工的具体流程是：移动挂篮作业完成以后，对连续梁进行测量放线、确定各个梁端具体的里程、测量出底部模板的标高→连续梁外部侧边模板安装→绑扎钢筋网、安装管道→连续梁内部模板安装→绑扎顶板部位的钢筋网、安装管道、安装预埋件→检查模板安装是否牢固、对模板的位置进行微调→浇筑梁体部分的混凝土→养护混凝土直至混凝土强度达到设计强度的80%→张拉预应力筋→管内注浆→挂篮移动至下一个施工部位。

施工单位委派专人检查挂篮的连接件与固定件，若发现局部出现松动时立即停止作业，采取加固措施。

施工的过程中，按照理论知识而言以对称的方式浇筑混凝土，若混凝土泵送存在难度，应确保两侧混凝土浇筑的重量不超出20 t。

3 线形控制技术

3.1 施工线形监控的目标及工作内容

基于挂篮悬臂浇筑混凝土施工为基础，连续梁的结构体系形成往往会经历较为复杂的过程，这其中存在诸多问题，例如，如何有效保障连续梁合龙后连续梁的轴线偏差控制在合理范围内、如何确保连续梁在合龙后能够形成良好的线形效果、如何保证实际施工过程中梁体阶段面不会出现较大的作用力等。若想妥善处理这一系列问题，必须在事前精准分析。为了保证桥梁的主桥结构能够快速建设完成，在施工过程中严格控制施工工序。

不难发现，大跨度连续梁的设计工作与实际施工之间具备紧密的关联性，比如施工过程中所使用的施工方法、原材料的质量性能、施工工艺、施工技术、施工现场的作业环境等都会对桥梁的质量造成显著影响。由于诸多影响因素的存在，导致实际施工过程中桥梁的状态可能无法与设计效果保持一致，这就需要做好施工控制工作[2]。

主梁线形控制是指严格控制桥梁主梁的每一部分挠度与位移，假若这两个指标的实测值与设计值存在偏差，则立即分析产生偏差的原因，并制定合理的优化措施，确保后续施工的质量不会出现问题。主梁线形控制的核心目的是确保主梁的结构标高符合设计要求。

3.2 施工监测方法

施工检测主要是指监测桥梁结构的变形以及位移情况，详细掌握桥梁结构的实际变形情况。利用检测行为来保证桥梁结构的安全性与质量。鉴于此，可以使用以下方法。

1)检测主体结构的形变与位移。在实际施工过程中监测每一节段的施工情况。监测的内容有主桥顶部的挠度，此外，关注混凝土浇筑前后、预应力张拉前后挠度的波动。

2)监测温度波动以后带来的影响。进一步分析发现，温度对主梁部分挠度的影响非常大。所以必须在施工过程中严格监控温度对挠度的影响，以此分析主梁挠度与温度波动的关联性[3]。

3)监测桥梁的预应力。利用管道的摩阻系数计算出较小的摩阻损失的具体数值，而后获得桥梁的预应力与实际伸长量。由于箱梁的腹板出现裂缝，为了确保预应力的效力，应选取多种不同规格的预应力筋来监测预应力的实际数值。

4)监测主体解耦的物理参数。监测主体结构部分的具体尺寸、混凝土原材料的性能，为结构的受力性能分析提供充足的数据。

为了保证监测结果的精准性，应委托给第三方具有专业资质的机构完成监测工作。

3.3 施工时的线形测量控制

3.3.1 测量控制网

将经过复核无误的高程控制点作为连续梁的控制基准点。当0#块梁体浇筑完成以后将其作为挂篮移动的高程控制点。对挂篮移动的高程进行监测，保证波动在合理范围以内。高程控制点属于桥梁的统一高程控制系统，不但是连续梁施工过程中的高程控制依据，也是连续梁的形变控制依据，在实际施工的过程中必须保证控制点的精准性与稳定性。

3.3.2 测量监控实施内容

如上文所言，连续梁在施工过程中可能会受到的影响因素非常多，例如温度波动、混凝土体积收缩、受载过大等。为了有效监测与控制连续梁的线形波动情况，严格监测每一道作业工序，具体监测内容如下。

1)在浇筑混凝土之前，测量主体结构底部模板的标高。结合设计单位所提供的数据构建出一个完善的研究模型，以此确定每一个节段混凝土浇筑底部模板的标高。

2)在尚未浇筑混凝土的节段端部埋设监测木桩。监测木桩的作用是观察梁段部分混凝土浇筑前后高程的具体变化情况，通过监测数据来调整预抬值。

3)浇筑混凝土之前观测木桩的标高，主要针对尚未浇筑混凝土的梁段与已经浇筑混凝土的梁段。

4)浇筑混凝土之前观测木桩的标高。一般情况下，在架模时控制模板的高程，当混凝土浇筑完成以后，观察各个梁端木桩的标高波动情况，这样能够为后续的梁端架模标高提供依据，以便及时调整模板的标高。

5)预应力张拉前后进行测量。测量出张拉前后标高的变化，掌握预应力施工对梁端高程造成的影响。

6)挂篮移动后进行观测。当挂篮移动以后观测梁端高程变化的情况。将实际测量的数据与设计数值相对比，发现问题以后立即采取优化措施。