淺談連續梁線性控制的意義與內容

杜淵

摘要:結合石濟客專濟南樞紐工程黃河南特大橋工程, 對懸臂澆筑梁線性監控的意義及內容進行了探討, 以連續梁線形的施工監控為主要敘述對象，來闡述連續梁線性控制的重要性以及主要內容。

關鍵詞：監控 連續梁 意義

中圖分類號： C35 文獻標識碼： A

1 工程概況

新建石濟客專濟南樞紐工程黃河南特大橋位于濟南市槐蔭區內，本橋位于山東省濟南市境內西部地區，京滬高鐵正線東23-60m，大致平行。自北向南上跨G35高速公路、經美里、中趙村、跨濟齊路后結束。設計目標速度250km/h，采用有砟軌道。該橋于53#-56#墩跨越G35高速公路，采用（40+56+40）m連續梁跨越。

2施工控制

2.1施工監控的主要工作內容

根據設計圖和施工方案，施工過程主要分為在支架上施工0#號塊，采用掛籃懸臂澆筑循環施工1#~7#塊、邊跨現澆段施工和合龍段施工。施工監控的具體內容為：

（1）施工監控的前期計算，形成線形監控所需的控制文件；

（2）施工過程中的跟蹤分析與計算；

（3）對施工過程中的監控量測數據進行分析，發布線形控制指令；

（4）對關鍵施工工藝以及質量和安全控制措施進行技術指導；

（5）對施工中的臨時結構（托架、掛籃和支架等）進行檢算，確保施工過程中臨時結構的安全。

2.2施工監控的意義

大型橋梁，理想的幾何線形與合理的內力狀態不僅與設計有關，而且還依賴于科學合理的施工方法。如何通過對施工過程的控制，在建成時得到預先設計的應力狀態和幾何線形，是橋梁施工中非常關鍵和困難的問題。

盡管在設計時已經考慮了施工中可能出現的情況，但是由于施工中出現的諸多因素，事先難以精確估計，以采用懸臂澆筑的預應力混凝土連續梁橋為例，材料的彈性模量、混凝土徐變收縮、掛籃重量取值、施工荷載、有效預應力大小和溫度對結構的非線性影響等因素，在設計時很難準確把握，所以必須在施工過程中對橋梁結構進行實時監測，并根據監測結果對設計的施工過程進行相應的調整，使橋梁建成時最大可能地接近設計狀態，這就是施工監控工作的最終目標。

對采用掛籃懸臂澆筑施工的連續梁橋，影響成橋線形和結構內力狀態的因素主要有以下幾方面：

（1）澆筑主梁混凝土超方量及墩兩側懸臂重量不平衡

（2）掛籃定位誤差影響

（3）預應力張拉及預應力損失的誤差

（4）掛籃非彈性變形

（5）混凝土彈性模量

（6）混凝土徐變及收縮

（7）施工過程中的臨時荷載

當上述因素與估計不符，而又不能及時識別引起控制目標偏離的真正原因時，必然導致在以后階段懸臂施工中采用錯誤的糾偏措施，引起誤差累積。因此施工監控是大跨連續梁橋施工過程中不可缺少的工作。

3 線形控制監測內容

為防止結構在施工過程中產生非正常變形和應力，施工過程中需進行實時跟蹤監測。施工監控量測的主要工作就是在荷載有明顯變化的工況，包括掛藍前移、澆注混凝土、張拉預應力筋，拆除支架等施工工況時對結構的變形進行監測并進行實時反饋。以下為各施工階段線形控制與量測的工作要點。

3.1零號塊施工

零號塊施工前后的主要工作內容以及監控測點布設。

（1）建立主墩沉降觀測點的初始值；

（2）在主墩附近拼裝支架，對支架進行120％荷重的預壓；

（3）根據對支架預壓測量結果的分析，監控單位發布0#塊梁底（底模頂面）定位標高指令，施工單位按此指令設置梁底（底模頂面；節段接縫處，下同）立模標高；

（4）混凝土澆筑前復測梁底（底模頂面；節段接縫處，下同）定位標高（左、右；面向大里程方向，下同），如澆注前復測的底模頂面標高與監控單位提供的實際定位標高差值的絕對值大于本節段支架變形取值的1/3，及時通知監控單位；

（5）混凝土澆筑后，測量梁面上預埋鋼筋頭的測點標高（左、右）、同時測量本節段（節段接縫處）的梁底（底模頂面）左、右兩測點標高，得到梁頂測點與梁底測點的高差；

（6）預應力束張拉后，測量梁面上預埋鋼筋頭測點標高（左、右）、同時測量本節段（節段接縫處）的梁底（底模頂面）左、右兩測點標高（可對以上得到的梁頂測點與梁底測點高差進行校核）。

3.2主梁懸臂澆筑循環施工

在0#塊上安裝掛籃，對掛籃進行120％荷重的預壓，施工單位向監控單位提供掛籃預壓試驗變形測試結果，監控單位據此確定掛籃變形的取值。

從掛籃的安裝（或前移）至本節段預應力鋼束張拉完畢是連續梁橋節段施工的一個循環，每個循環周期中有關施工監控量測要求如下：

（1）根據監控單位發布本節段梁底（底模頂面）定位標高指令對梁底（底模頂面；節段接縫處，下同）進行定位，測量定位后梁底（底模頂面；節段接縫處，下同）實際定位標高（左、右）：

（2）澆筑混凝土前，對掛籃各緊固件和錨固件進行檢查，注意對后下橫梁吊帶進行檢查并緊固以防錯臺；

（3）澆筑前復測梁底（底模頂面；節段接縫處，下同）定位標高（左、右），如澆注前復測的掛籃底模頂面標高與監控單位提供的實際定位標高差值的絕對值大于本節段掛籃變形取值的1/3，需及時通知監控單位，必要是需對掛籃底模標高進行調整；

（4）混凝土澆筑后，測量所有已完成節段（包括本節段）梁面上預埋鋼筋頭的測點標高（左、右）、同時測量本節段（節段接縫處）的梁底（底模頂面）左、右兩測點標高，得到梁頂測點與梁底測點的高差；

（5）預應力束張拉后，測量所有已施工節段（包括本節段）梁面上預埋鋼筋頭測點標高（左、右）、同時測量本節段（節段接縫處）的梁底（底模頂面）左、右兩測點標高（可對以上得到的梁頂測點與梁底測點高差進行校核）。

（6）監控單位根據本節段一個施工周期的測量結果經計算分析后，預報下一節段梁底（底模頂面）定位標高指令。

掛籃懸臂循環施工階段測量工作的具體內容及要求見表3.2.2。

表3.2.2 節段循環施工監控測量工作內容

4 線型控制的注意事項

(1)施工前,應對設計圖提供的各節段線型控制高程進行認真核算,確認無誤后方可采用。

(2)掛籃的主要承重部件在安裝前應進行嚴格質量檢查。探傷材質、檢查結構尺寸、焊縫尺寸及焊接質量,檢查后應有詳細記錄。

(3)掛籃在灌注過程中對主梁、懸吊桿件、反吊桿件、后錨桿件及其它關鍵部件經常檢查。懸臂的線型控制,應綜合考慮懸臂長度與重量、掛籃重量與施工荷載、預加應力、溫度及施工調整等因素。

(4)懸臂梁段的模板高程必須嚴格控制,混凝土澆筑前必須全面復核。在混凝土灌注前, 應對掛籃各主要受力部位進行嚴格檢查, 并辦理簽證。

(5)混凝土灌注過程時,應勤測量、勤復核, 對預施應力前后及溫度影響應及時找出變化規律并加以修正。

(6)在5級以上風力時,不宜進行掛籃作業。掛籃的四周應布設防護欄柵,以確保施工過程中的人身安全。

結語

本文結合黃河南特大橋工程實例，就連續梁線性施工的控制內容諸多因素做了較詳細的分析。做好連續梁橋懸臂澆筑施工線型控制,控制好掛籃法的變形,對推廣懸臂連續梁掛籃法在橋梁和公路界的應用有著重大的意義。