客運專線連續(xù)梁掛籃施工線形控制技術(shù)

周建偉

【摘 要】某客運專線連續(xù)梁采用掛籃法施工，為使施工能按照設(shè)計意圖進行，確保施工安全并最終達到設(shè)計的理想成橋狀態(tài)，應(yīng)對本橋進行線形控制，以保證最終線形平順。本文以實際工程為例，對該大橋施工過程中的線形控制措施進行分析。

【關(guān)鍵詞】掛籃；線形控制；測量；施工控制

前言

在客運專線連續(xù)梁掛籃施工過程，由于受混凝土澆筑、掛籃移動、施工荷載、預(yù)應(yīng)力張拉、混凝土收縮及徐變、溫度以及體系轉(zhuǎn)換等諸多因素的影響，若控制不當(dāng)會使懸澆梁段的合攏誤差大和成橋線型與設(shè)計目標(biāo)不相吻合。由于懸臂施工時梁體的線形變化是一個不可逆的過程，若監(jiān)控不及時或數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，將很難通過二次施工或測量加以補救，因此，為了使線形控制達到預(yù)期目的，可以通過主梁施工前對測點的布設(shè)、測量和施工過程中的控制等方法來實現(xiàn)客運專線橋梁的線形控制。

一、工程概述

武廣客運專線韶關(guān)段三王石特大橋在DK1989+870處跨越京港澳高速公路（韶關(guān)段）。該鐵路跨高速公路結(jié)構(gòu)形式為（48+80+48）m變截面連續(xù)箱梁，跨越夾角74°。橋梁建成后橋下凈高大于8m，連續(xù)梁全長176m。計算跨度為（48+80+48）m，中支點處截面梁高6.05m，邊支點及中跨跨中截面梁高3.05m，梁底下緣按二次拋物線變化（拋物線方程：y=0.0024221x2），邊支座中心線至兩端0.75m。梁體為單箱單室、變高度變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬12.0m，箱梁底寬6.7m，頂板厚度除梁端附近外均為40cm，底板厚度40至100cm，按直線線性變化，腹板厚48至60、60至90cm，按折線變化。墩頂現(xiàn)澆段（0#段），采用少支架法施工，箱內(nèi)頂板采用腳手架支撐；懸灌梁段采用菱形掛籃懸臂施工，掛籃采用全密封。中跨合攏段采用合攏吊架施工，吊架底籃及模板采用掛籃的相應(yīng)部件。邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合攏段，采用落地型鋼支架法施工。

二、支架線形控制

（一）支架變形觀測控制

底板縱向范圍內(nèi)設(shè)置觀測點，進行預(yù)壓監(jiān)測，計算出支架沉降量，上報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可卸載。卸載后，再次對各個控制點進行觀測，計算出支架實際的彈性變形和非彈性變形值，驗證、校核施工預(yù)拱度設(shè)置值的準(zhǔn)確性，并根據(jù)實測結(jié)果對支架做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時確定下一支架預(yù)拱度設(shè)置的合理值。

在完全卸載后，觀測支架及地基彈性變形直至回彈穩(wěn)定，穩(wěn)定狀態(tài)以在卸載后2天內(nèi)連續(xù)觀測3次數(shù)據(jù)不變?yōu)闇?zhǔn)，并上報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可綁扎鋼筋及支立模板。

（二）支架線形施工控制

1、預(yù)壓土的卸載

支架結(jié)構(gòu)沉降穩(wěn)定后，不再有沉降，然后開始卸載。支架卸載時按加載的相反順序進行，分級卸載，分次觀測。

2、支架標(biāo)高調(diào)整

支架預(yù)壓前，支架按照設(shè)計標(biāo)高搭設(shè)，確保支架各桿件均勻受力。預(yù)壓后，架體已基本消除預(yù)壓荷載作用、支架各桿件的間隙及非彈性變形。預(yù)壓卸載后的回彈量即是箱梁在混凝土澆注過程的下沉量，因此，支架頂?shù)臉?biāo)高值最后調(diào)整為設(shè)計標(biāo)高值+預(yù)拱值+預(yù)壓回彈量。

三、系梁線形監(jiān)控

對系梁應(yīng)嚴(yán)格控制主梁的豎向撓度，如何保證系梁的整體標(biāo)高和平順性，使橋梁在長期變形穩(wěn)定后仍然能夠滿足線路的高平順性的要求是提籃拱橋監(jiān)控的主要目的之一。為確保及時掌握系梁線形的變化情況，在系梁的支座截面、四分點截面、跨中截面的頂板表面布置測點，各個測點順橋向的間距為44m，橫橋向布置在加高平臺中間，共計10個測點。

系梁線形監(jiān)控結(jié)果

監(jiān)控過程中重點關(guān)注系梁的東、西側(cè)線形變化情況。系梁在縱向預(yù)應(yīng)力張拉以后有一定的上拱，但幅度很??；鋼管混凝土壓注完成后由于拱肋和管內(nèi)混凝土的重量通過拱肋臨時支撐傳到系梁上，使得系梁跨中下沉；拆除拱肋臨時支撐后系梁局部有幅度很小的反彈。由此可見，在拆除拱肋臨時支撐以前的施工階段中，系梁沉降量微小，對其成橋整體線形影響不大。

吊桿張拉完成以后，東側(cè)系梁跨中附近有約5 mm的上拱，四分點附近也有不同程度的上拱；拆除系梁滿堂支架后，東側(cè)系梁跨中下沉量偏大6 mm，而四分點附近的下沉量偏大約5 mm；二期恒載施工完畢，東側(cè)系梁跨中實際下沉量為22 mm，略小于理論目標(biāo)值（27 mm），其偏差為5 mm，小于高程允許誤差7 mm的要求，整個施工期間，橋梁支座累計下沉總量較小，對系梁整體線形影響不大。綜上所述，系梁在前期施工期間（拆除拱肋臨時支架以前）沉降量較小，對整體線形影響不大。

四、預(yù)應(yīng)力施工線形控制

預(yù)應(yīng)力管道定位的準(zhǔn)確與否對預(yù)應(yīng)力張拉引起懸臂梁撓度的變化有顯著的影響，所以預(yù)應(yīng)力管道的定位應(yīng)該力求準(zhǔn)確。懸臂節(jié)段施工的預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋在每個懸臂節(jié)段澆筑后都要對本節(jié)段的預(yù)應(yīng)力束進行張拉，此張拉力必然要使梁體產(chǎn)生一定的彈性壓縮，從而使以前張拉的預(yù)應(yīng)力束的預(yù)應(yīng)力發(fā)生損失。由于整個梁體施工所分節(jié)段較多，而某一束的預(yù)應(yīng)力損失是其以后各節(jié)段張拉預(yù)應(yīng)力束所引起彈性壓縮的積累，故該損失不可忽視。因此，預(yù)應(yīng)力施加這個環(huán)節(jié)的控制尤為重要，根據(jù)客運專線驗標(biāo)規(guī)定，現(xiàn)場應(yīng)在以下幾個方面著重進行控制：

（1）嚴(yán)格按照預(yù)應(yīng)力施工方案進行施工。（2）對進場原材料進行外觀檢查，檢查錨、夾具，鋼絞線，波紋管等質(zhì)量證明文件以及性能試驗報告并檢查試驗結(jié)果。（3）對預(yù)應(yīng)力筋的位置及定位措施每節(jié)段進行檢查。（4）檢查預(yù)應(yīng)力施工機具工作狀況是否完好及是否按照規(guī)定進行校驗。（5）預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿過程，重點審核預(yù)應(yīng)力施加值、張拉順序、張拉工藝是否符合設(shè)計和施工方案要求，測量實際伸長量與理論伸長量的差值是否滿足規(guī)定。

五、掛籃定位監(jiān)測控制

根據(jù)監(jiān)控方提供的立模標(biāo)高進行掛籃定位，定位底模前端標(biāo)高及頂板標(biāo)高。此時需要設(shè)置的測點如下，如圖1及圖2所示。

（1）頂板鋼筋頭測點，距離該梁塊前端10cm，在澆筑該塊混凝土前埋設(shè)即可。（2）掛籃底模梁塊前端測點，不用設(shè)置鋼筋頭，直接布置在模板上。（3）掛籃底模鋼筋頭測點，盡量靠近該梁塊底模前端，鋼筋頭長度10cm左右。 注：由于在澆筑混凝土后需要對底模前端標(biāo)高進行測量，為消除其他因素影響，在定位時，在底模上盡量靠近本梁塊底模前端左右兩側(cè)各設(shè)置鋼筋頭一個，在定位時需要測量測點2（底模前端模板）與測點3（底模前端鋼筋頭）的標(biāo)高差，在澆筑混凝土后及張拉預(yù)應(yīng)力后可僅對測點3（底模前端鋼筋頭）進行測量，利用標(biāo)高差換算測點2（底模前端模板）的標(biāo)高。

掛籃定位時需測量的內(nèi)容如下：（1）測點2（底模前端模板）的標(biāo)高，使其滿足監(jiān)控方標(biāo)高預(yù)報文件中的底板立模標(biāo)高；（2）頂板立模標(biāo)高，為底板立模標(biāo)高+梁高；（3）所有已施工梁段頂板鋼筋頭測點標(biāo)高；（4）測點3（底模前端鋼筋頭測點）標(biāo)高，并計算出每側(cè)底模前端鋼筋頭測點（測點3）與測點2（底模前端模板）的標(biāo)高差。

六、循環(huán)懸臂澆筑階段施工控制

從掛籃的前移定位至預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完畢是本橋施工的一個周期，每個周期中有關(guān)施工控制的步驟如下：按照預(yù)報的掛籃定位標(biāo)高定位掛籃， 由施工單位測量定位后的掛籃標(biāo)高，經(jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后向控制小組提供掛籃的定位測量結(jié)果；澆筑混凝土前，測量所有已施工梁段上的高程測點，復(fù)測掛籃定位標(biāo)高，墩頂?shù)乃轿灰?，?jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后報施工控制小組；施工控制小組分析測量結(jié)果，如需調(diào)整，給出調(diào)整后的標(biāo)高；澆筑完混凝土后第二天測量所有已施工梁段上的測點標(biāo)高，測量本梁段端部梁底和預(yù)埋在梁頂?shù)臏y點標(biāo)高，建立測點與梁底標(biāo)高的關(guān)系，經(jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后提供施工控制小組；澆筑完混凝土后第二天測量本節(jié)段上的箱梁頂面標(biāo)高，建立測點與梁底標(biāo)高的關(guān)系，經(jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后提供施工控制小組；檢查斷面尺寸，經(jīng)監(jiān)理方簽認(rèn)后提供給施工控制小組并向施工控制小組提供梁段混凝土超重的情況；張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后，測量所有已施工梁段上的高程測點，經(jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后提供施工控制小組；施工控制小組分析測量結(jié)果，根據(jù)上一施工周期梁底標(biāo)高測量值預(yù)報下一施工周期的掛籃定位標(biāo)高。如果須進行壓重，預(yù)報值經(jīng)設(shè)計單位認(rèn)可，與控制單位會簽后交監(jiān)理。

參考文獻：

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