大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁線(xiàn)型控制施工監(jiān)理工作探討

朱秀軍

(烏魯木齊鐵建工程咨詢(xún)有限公司，新疆烏魯木齊 830026)

京滬高速鐵路三標(biāo)段內(nèi)路網(wǎng)密集，涉及跨河、跨路、跨既有線(xiàn)施工連續(xù)梁較多，主要有(32+48+32)m，(40+56+40)m，(40+64+40)m，(48+80+48)m，(60+100+60)m等結(jié)構(gòu)形式，特點(diǎn)是跨徑種類(lèi)多，施工時(shí)間緊，任務(wù)重，環(huán)境復(fù)雜，影響因素多，施工難度大。

大跨度連續(xù)梁主要采取支架現(xiàn)澆和掛籃懸臂澆筑兩種施工方法?，F(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中對(duì)大跨度連續(xù)梁的線(xiàn)型控制最重要，好的線(xiàn)型控制才能保證高速鐵路軌道的平順性，滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)舒適性的要求，同時(shí)控制好橋梁線(xiàn)型，也能使橋梁獲得優(yōu)美的外觀。

1 線(xiàn)型施工質(zhì)量控制

1.1 審核施工方案

監(jiān)理單位要特別重視現(xiàn)澆連續(xù)梁的技術(shù)方案評(píng)審，嚴(yán)格審核橋梁監(jiān)測(cè)單位資質(zhì)，每個(gè)連續(xù)箱梁開(kāi)工前，要求施工單位組織有關(guān)專(zhuān)家對(duì)連續(xù)梁施工方案進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)方案評(píng)審，重點(diǎn)對(duì)連續(xù)梁線(xiàn)型控制方案進(jìn)行審核，評(píng)審不通過(guò)的方案不得開(kāi)工。為了做好橋梁線(xiàn)型監(jiān)控，提供安全預(yù)警，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果及時(shí)進(jìn)行施工調(diào)整，確保線(xiàn)型符合設(shè)計(jì)要求，監(jiān)理項(xiàng)目部要求施工單位對(duì)72 m以下的連續(xù)梁須委托進(jìn)行線(xiàn)型監(jiān)控技術(shù)咨詢(xún)，對(duì)跨度72 m及以上的連續(xù)梁等特殊結(jié)構(gòu)，要求施工單位必須委托具有橋梁監(jiān)測(cè)專(zhuān)業(yè)資質(zhì)單位進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線(xiàn)型監(jiān)控，以確保橋梁線(xiàn)型得到最佳控制。

1.2 支架施工的線(xiàn)型控制

現(xiàn)澆箱梁支架的地基處理、支架搭設(shè)、支架預(yù)壓、預(yù)拱度設(shè)置、混凝土澆注、預(yù)應(yīng)力張拉工藝以及橋面混凝土標(biāo)高、平整度控制等對(duì)箱梁的線(xiàn)型都有直接的關(guān)系，在施工中監(jiān)理須做到重點(diǎn)控制。

1)地基處理

為了保證不因?yàn)榈鼗倪^(guò)大沉降影響箱梁的線(xiàn)型，在監(jiān)理過(guò)程中要求所有支架法施工的現(xiàn)澆連續(xù)梁箱梁的地基都要進(jìn)行嚴(yán)格處理。具體要求做到如下幾點(diǎn):①?lài)?yán)格監(jiān)理程序，嚴(yán)把地基處理、支架施工方案的審批關(guān)。連續(xù)梁的地基處理方案和支架設(shè)計(jì)方案都要求經(jīng)過(guò)有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位精確計(jì)算確定，并通過(guò)專(zhuān)家評(píng)審，再進(jìn)行審批確認(rèn)，不能單憑經(jīng)驗(yàn)施工，盲目施工。②加大監(jiān)理力度，要求現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理嚴(yán)格督促施工單位按經(jīng)過(guò)評(píng)審的方案進(jìn)行地基處理，處理后的地基承載力要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，滿(mǎn)足方案設(shè)計(jì)要求方可進(jìn)行支架搭設(shè)。對(duì)于軟弱層較厚的地基，采用換填處理不能滿(mǎn)足承載力要求，采用PC樁、鋼管樁、灌注樁等方式處理。③強(qiáng)化過(guò)程監(jiān)理控制，把好地基處理施工中每道質(zhì)量關(guān)。在監(jiān)理過(guò)程中重視基礎(chǔ)混凝土墊層澆注質(zhì)量，督促施工單位根據(jù)地形在基礎(chǔ)范圍內(nèi)設(shè)置匯水坡和排水溝，避免由于現(xiàn)澆梁施工周期較長(zhǎng)，因雨水浸泡造成地基基礎(chǔ)下沉。

2)支架檢查驗(yàn)收

支架的強(qiáng)度和剛度也是影響箱梁線(xiàn)型的重要因素，連續(xù)梁支架方案必須委托專(zhuān)業(yè)資質(zhì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，并組織支架方案技術(shù)評(píng)審。監(jiān)理進(jìn)行支架檢查驗(yàn)收，還應(yīng)重點(diǎn)做好如下幾點(diǎn):①加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，嚴(yán)格按支架設(shè)計(jì)圖施工。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)支架搭設(shè)實(shí)際情況，為了在混凝土施工中不出現(xiàn)過(guò)大的變形，建議適當(dāng)增大支架安全系數(shù)，確保箱梁的線(xiàn)型。②加強(qiáng)支架搭設(shè)過(guò)程控制，監(jiān)理工程師跟蹤支架搭設(shè)每個(gè)階段，首先認(rèn)真進(jìn)行鋼管質(zhì)量驗(yàn)收，不得使用不合格的鋼管;支架搭設(shè)時(shí)做好跟蹤檢查，認(rèn)真核對(duì)支架立管數(shù)量，檢查立管間距，并核查支架立管與地基墊層或墊塊的密貼情況以及支架碗扣連接的緊固情況，要求合理布設(shè)支架加密橫桿和剪刀撐，增加支架的整體剛度。③嚴(yán)格進(jìn)行支架檢查驗(yàn)收，支架搭設(shè)完畢后，要求施工單位先自行驗(yàn)收，然后報(bào)監(jiān)理單位驗(yàn)收，驗(yàn)收通過(guò)后才能進(jìn)行堆載預(yù)壓，驗(yàn)收時(shí)，著重安全檢查，仔細(xì)核查支架立管連接質(zhì)量和剪刀撐搭接情況，檢查支架整體剛度，對(duì)支架整體穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)收。

3)支架預(yù)壓

由于各種地基和支架的非彈性變形和彈性變形很難通過(guò)計(jì)算確定，所以模板的預(yù)拱度就很難通過(guò)計(jì)算確定，通過(guò)支架的預(yù)壓消除支架非彈性變形，測(cè)出支架的彈性變形量，為模板設(shè)置預(yù)拱度提供數(shù)據(jù)。預(yù)壓監(jiān)控時(shí)要做到以下幾點(diǎn):①現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理跟蹤做好預(yù)壓加載旁站工作，認(rèn)真檢查分級(jí)加載重量，如采用砂袋堆載時(shí)，應(yīng)先見(jiàn)證預(yù)壓測(cè)量每袋重量，然后檢查支架上堆載砂袋數(shù)量，計(jì)算實(shí)際堆載重量，檢查是否滿(mǎn)足支架設(shè)計(jì)荷載要求，確保堆載重量不小于箱梁自重的1.2倍，以驗(yàn)證支架承載能力。②認(rèn)真審核底板、腹板和翼緣板下的混凝土重量計(jì)算，要求施工單位對(duì)支架不同部位加以相應(yīng)預(yù)壓荷載，使預(yù)壓的堆載與模擬混凝土施工時(shí)傳給支架的荷載情況相吻合。③預(yù)壓和卸載采用分級(jí)的方式，加載采用4級(jí)加載:0→25%→50%→100%→120%，卸載過(guò)程與加載相反［1-2］。每一級(jí)加/卸載荷載，要求測(cè)量監(jiān)理工程師跟蹤預(yù)壓過(guò)程，并要求施工單位及時(shí)采集各測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，繪制荷載—沉降曲線(xiàn)圖，通過(guò)分析該曲線(xiàn)圖，為模板立模和預(yù)拱度設(shè)置提供數(shù)據(jù)。④為了確保數(shù)據(jù)真實(shí)性、準(zhǔn)確性，監(jiān)理項(xiàng)目部要求測(cè)量監(jiān)理工程師對(duì)每個(gè)特殊結(jié)構(gòu)的加載預(yù)壓進(jìn)行全過(guò)程的見(jiàn)證觀測(cè)，并按照規(guī)定頻次進(jìn)行平行觀測(cè)。每級(jí)加載都要停頓，檢查支架情況，且沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)大的明顯變化時(shí)，方可進(jìn)行下一級(jí)加載，直至設(shè)計(jì)荷載。加至設(shè)計(jì)荷載后進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，直至連續(xù)3 d，每天變形量不超過(guò)2 mm，即判斷為沉降基本穩(wěn)定［3-4］。監(jiān)理工程師應(yīng)及時(shí)審核測(cè)量結(jié)果，認(rèn)真分析預(yù)壓沉降曲線(xiàn)圖，根據(jù)沉降曲線(xiàn)判定沉降穩(wěn)定情況。判定沉降已經(jīng)穩(wěn)定，方可準(zhǔn)予施工單位卸載。這樣支架通過(guò)預(yù)壓，既檢驗(yàn)支架的承載力，同時(shí)也消除了地基基礎(chǔ)和支架的非彈性變形，并測(cè)量出支架的彈性變形量，為確定現(xiàn)澆梁模板的預(yù)設(shè)拱度提供了重要的依據(jù)。

4)預(yù)拱度設(shè)置

根據(jù)預(yù)壓沉降曲線(xiàn)圖確定的箱梁各個(gè)部位預(yù)拱度，調(diào)整支架標(biāo)高按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置模板的預(yù)拱度。最后由監(jiān)理組織施工單位共同對(duì)模板各部位標(biāo)高測(cè)量驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行鋼筋綁扎。

1.3 混凝土澆注

每次混凝土澆注前，要求施工單位報(bào)審混凝土澆筑方案，審核混凝土澆筑順序、人員機(jī)械配備情況，以確保混凝土澆筑過(guò)程中支架結(jié)構(gòu)受力對(duì)稱(chēng)均勻，從而避免支架變形對(duì)梁體線(xiàn)型產(chǎn)生影響。

連續(xù)梁混凝土澆筑時(shí)，監(jiān)理單位和施工單位要組織骨干力量進(jìn)行混凝土施工質(zhì)量監(jiān)控，嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，并測(cè)試混凝土出機(jī)性能，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)坍落度、含氣量、泌水率等拌合物性能檢測(cè)，做好混凝土同條件標(biāo)養(yǎng)試塊，確?；炷翉?qiáng)度與設(shè)計(jì)相符，以免混凝土因強(qiáng)度等原因變形而與設(shè)計(jì)值產(chǎn)生偏差。加強(qiáng)支架沉降觀測(cè)，檢查支架穩(wěn)定性，檢查混凝土澆筑時(shí)預(yù)埋件定位偏差，并嚴(yán)格控制混凝土澆筑標(biāo)高，控制好橋面平整度;同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)澆梁箱內(nèi)和橋面的質(zhì)量監(jiān)控，檢查施工機(jī)具和人員配備，核查澆注工藝，并監(jiān)控混凝土振搗情況，是否出現(xiàn)跑模等現(xiàn)象，從而做好混凝土施工全方位監(jiān)控。

1.4 預(yù)應(yīng)力張拉

預(yù)應(yīng)力張拉對(duì)現(xiàn)澆箱梁的線(xiàn)型也有重要影響，直接影響著線(xiàn)型控制中的彈性變形。監(jiān)理過(guò)程中要認(rèn)真檢查預(yù)應(yīng)力管道成孔質(zhì)量，預(yù)應(yīng)力孔道位置是否符合設(shè)計(jì)要求，在張拉施工前檢查張拉千斤頂和油表校驗(yàn)情況，計(jì)算復(fù)核理論伸長(zhǎng)值，保證應(yīng)力有效控制。張拉施工時(shí)須進(jìn)行全過(guò)程旁站，每一操作面上均需有監(jiān)理人員進(jìn)行盯控，預(yù)應(yīng)力張拉施工要求做到左右對(duì)稱(chēng)，前后同步，嚴(yán)格控制張拉應(yīng)力，并用張拉伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核，伸長(zhǎng)值不得超過(guò)計(jì)算伸長(zhǎng)值的6%［4］。

1.5 橋面混凝土平整度控制

CRTSⅡ軌道板結(jié)構(gòu)對(duì)橋面混凝土平整度要求非常高，橋面線(xiàn)性直接影響后軌道平順性，也直接影響梁體線(xiàn)形觀感質(zhì)量。連續(xù)梁橋面設(shè)計(jì)復(fù)雜，坡面多，預(yù)埋件多，平整度要求高，這是監(jiān)理控制另一重點(diǎn)。

橋面混凝土施工要求監(jiān)理人員全過(guò)程旁站，在3.1 m加高平臺(tái)處要求施工采用高頻振動(dòng)提漿機(jī)，一次性整體整平，不宜進(jìn)行提漿整平的地方，則要求用2 mm粗油絲配合緊張器在兩端模間繃緊直線(xiàn)，并在坡頂、坡腳部位精確焊接固定用鋼筋，一方面保證了起坡點(diǎn)線(xiàn)型順直和反水坡的角度;另一方面保證了加高平臺(tái)外觀質(zhì)量。施工中要求施工單位安排有經(jīng)驗(yàn)的人員專(zhuān)職收面，抹面人員先使用木抹子進(jìn)行挫面，再用鐵抹子進(jìn)行收光。

2 梁體豎向變形監(jiān)測(cè)

梁體豎向變形監(jiān)測(cè)是線(xiàn)型控制的重要內(nèi)容，下面以(40+72+40)m支架施工為例，簡(jiǎn)述監(jiān)理對(duì)梁體豎向變形監(jiān)測(cè)控制內(nèi)容。

整聯(lián)箱梁設(shè)計(jì)共分5個(gè)節(jié)段進(jìn)行施工，即2個(gè)節(jié)段一(節(jié)段長(zhǎng)度為35 m)、1個(gè)節(jié)段二(節(jié)段長(zhǎng)度為37 m)、2個(gè)節(jié)段三 (節(jié)段長(zhǎng)度為23.25 m)［1-2］，具體如圖1。

圖1 節(jié)段施工示意

各節(jié)段的施工順序?yàn)?先施工節(jié)段一，節(jié)段一張拉壓漿完成后，進(jìn)行節(jié)段二混凝土的施工，節(jié)段二張拉壓漿完成后，進(jìn)行節(jié)段三混凝土的施工，最后進(jìn)行貫通預(yù)應(yīng)力束的張拉、壓漿工作，完成全橋體系轉(zhuǎn)換。

2.1 橋墩基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)

梁體高程基點(diǎn)設(shè)置在每個(gè)主墩頂?shù)臋M隔梁位置的梁面上，此處高程受梁體施工和溫度的影響較小，保證監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性?；鶞?zhǔn)點(diǎn)布置4個(gè)，以便基準(zhǔn)點(diǎn)間相互校核以及作為備用點(diǎn)。

在橋梁施工過(guò)程中，應(yīng)同時(shí)對(duì)橋墩的沉降變形進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，做好橋墩基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)。在連續(xù)梁施工期間，作用于橋墩的梁體荷載的加大，橋墩基礎(chǔ)沉降的變形監(jiān)測(cè)是線(xiàn)型控制的一項(xiàng)重要內(nèi)容，直接影響成橋最終線(xiàn)型。在施工期間，測(cè)量監(jiān)理應(yīng)督促施工單位在測(cè)量支架變形的同時(shí)測(cè)量埋設(shè)在墩身左右側(cè)的沉降觀測(cè)標(biāo)，為最終成橋線(xiàn)型驗(yàn)收提供數(shù)據(jù)。

2.2 梁段測(cè)點(diǎn)布置

梁段高程測(cè)點(diǎn)布置根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的梁體在自重(含二期恒載)及預(yù)加應(yīng)力荷載作用下產(chǎn)生的豎向位移值繪出梁體豎向位移曲線(xiàn)圖，找出突變點(diǎn)，在位移突變的斷面位置布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。同時(shí)結(jié)合《京滬高速鐵路沉降評(píng)估實(shí)施細(xì)則》中6.1.5第2條款“連續(xù)梁上的觀測(cè)標(biāo)，根據(jù)不同跨度，分別在支點(diǎn)、中跨跨中及邊跨1/4跨中附近設(shè)置”的原則，本梁段的高程監(jiān)測(cè)點(diǎn)整聯(lián)共布設(shè)在11個(gè)橫斷面上。

梁段高程測(cè)點(diǎn)布置在箱梁頂板上。在節(jié)段一和節(jié)段三梁段距離臨空面前端10 cm處布設(shè)4個(gè)高程監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)稱(chēng)布置在橋面腹板和翼緣板位置，這樣可以觀測(cè)箱梁橫向變形以及是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，并且可以相互驗(yàn)證測(cè)量成果的可靠性和精度。測(cè)點(diǎn)應(yīng)保證自身的穩(wěn)定性，方便測(cè)量。

2.3 測(cè)點(diǎn)樁制作

測(cè)點(diǎn)樁采用φ20 mm的鋼筋，并與頂板的上下層鋼筋點(diǎn)焊牢固并保持豎直，高出埋設(shè)混凝土表面10～20 mm。

2.4 測(cè)量?jī)x器及精度

利用精密水準(zhǔn)儀(DS1)和銦鋼精密水準(zhǔn)尺，采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)量主梁高程。

為了能監(jiān)測(cè)到主梁較小的撓度變形，按沉降變形等級(jí)三等(國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量)的精度要求和觀測(cè)方法施測(cè)，能測(cè)量到變形±1 mm的撓度值。以墩頂橫隔梁上的水準(zhǔn)基點(diǎn)作為起閉點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。

2.5 測(cè)量的頻次和時(shí)間

測(cè)量監(jiān)理要求盡量選擇溫度影響小的日落后、日出前進(jìn)行觀測(cè)，特別是在支架加/卸載工況變化后，觀測(cè)時(shí)間應(yīng)盡量推后，宜在支架受力變化3～4 h后。

在連續(xù)梁節(jié)段施工時(shí)每個(gè)節(jié)段要求進(jìn)行3次觀測(cè):①安裝模板后，綁扎鋼筋、澆筑混凝土前。②澆筑混凝土、養(yǎng)生后，張拉預(yù)應(yīng)力前。③張拉預(yù)應(yīng)力后，支架拆除前。第①次、第②次的測(cè)量數(shù)據(jù)之差反映箱梁節(jié)段自重產(chǎn)生的撓度;第②次、第③次的測(cè)量數(shù)據(jù)之差反映箱梁節(jié)段張拉預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的撓度。通過(guò)3個(gè)階段理論值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比，作為參數(shù)估計(jì)、狀態(tài)預(yù)測(cè)和調(diào)整的重要依據(jù)之一。

在連續(xù)梁施工完畢后還應(yīng)在混凝土澆筑完成、張拉壓漿全部完成后，支架拆除前，進(jìn)行全橋高程貫通測(cè)量，測(cè)量監(jiān)理應(yīng)認(rèn)真復(fù)核成橋?qū)崪y(cè)變形值，并與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，檢查成橋線(xiàn)型效果。

2.6 觀測(cè)結(jié)果分析

對(duì)每個(gè)施工階段的撓度及標(biāo)高的量測(cè)結(jié)果都應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)分析。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)箱梁施工過(guò)程的每一步進(jìn)行控制，確保箱梁的線(xiàn)型平順是橋梁施工的關(guān)鍵和難點(diǎn)。但是，影響現(xiàn)澆梁線(xiàn)型控制因素較多，還需要在施工監(jiān)理過(guò)程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，完善大跨度連續(xù)箱梁線(xiàn)型監(jiān)控方法。

［1］ 中華人民共和國(guó)鐵道部．TB 10002.1—2005 鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范［S］．北京:中國(guó)鐵道出版社，2005．

［2］ 中華人民共和國(guó)鐵道部．TB 10002.3—2005 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．北京:中國(guó)鐵道出版社，2005．

［3］ 中華人民共和國(guó)鐵道部．鐵建設(shè)［2005］160號(hào) 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)［S］．北京:中國(guó)鐵道出版社，2005．

［4］ 中華人民共和國(guó)鐵道部．TZ 213—2005 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南［S］．北京:中國(guó)鐵道出版社，2005．