預(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)箱梁橋施工監(jiān)控與掛籃試驗研究

易秋娟，周亞鴻

(湖南省湘筑工程有限公司)

預(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)箱梁橋施工監(jiān)控與掛籃試驗研究

易秋娟，周亞鴻

(湖南省湘筑工程有限公司)

基于對X大橋施工步驟的分析，剖析了該大橋的施工監(jiān)控過程，并對X大橋的自架體系釆用菱形掛籃進行試驗算，為各梁段的懸臂澆筑的施工控制提供了可靠依據(jù)。

施工監(jiān)控;掛藍實驗;預(yù)應(yīng)力

1 工程簡介

X大橋是某高速公路上一座大型橋梁，X河水面寬123 m，橋梁路線與河道夾角為70°。橋梁全寬34.5 m，通航孔凈空高度10 m，堤頂?shù)缆穬艨崭叨?.5 m。主橋采用四跨50+80+ 80+50 m變截面連續(xù)箱梁，釆用懸臂澆筑施工;引橋上部結(jié)構(gòu)采用標準跨徑30 m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，其余梁聯(lián)釆用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)繞箱梁;基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)。

2 施工步驟分析

第一步:施工主墻墩身，在主墩承臺上立0#塊臨時支架，在支架上搭建0#塊模板，綁扎鋼筋，做好澆筑準備工作，并做好臨時固結(jié)壤的臨時約束安裝工作。

第二步:拼裝掛籃同時預(yù)壓，以便清除非彈性變形，做掛籃試驗，作為估計其變形的重要依據(jù)。確定1#塊的立模標高并調(diào)好模板，綁扎鋼筋，對稱澆筑1#塊混凝土，懸臂澆筑時應(yīng)對稱進行，混凝土超方量必須低于2.5%，最大不平衡重必須低于1.5 m3混凝土重量。

第三步:掛籃前移。確定2#塊的立模標高并調(diào)好模板，綁扎鋼筋，繞筑2#塊。張拉縱向頂板預(yù)應(yīng)力鋼束T3和底板預(yù)應(yīng)力鋼束F3，張拉橫向預(yù)應(yīng)力筋，張拉腹板豎向預(yù)應(yīng)力筋，管道壓架密封。

第四步:重復(fù)之前的步驟，直至9#塊完成。

第五步:拆除懸臂繞筑掛籃，安裝邊跨合攏支架，于T結(jié)構(gòu)兩懸臂端施施加與合攏段混凝土1/2的重量。

第六步:拼裝中跨合攏吊架，注意各平衡配重設(shè)置，在跨中懸臂段各加合攏段混凝土一半的配重。

第七步:安裝護欄、泄水管、伸縮縫，繞筑橋面鋪裝。護欄的安裝宜從橋壞向跨中進行。

3 施工監(jiān)控分析

3.1 線形控制

(1)箱梁平面線形控制

該橋的平面線形控制主要是對每施工一個箱梁節(jié)段的監(jiān)控，橋軸線的實際平面坐標與設(shè)計的是否吻合。

測點布置:在每一節(jié)段主梁的中心線及兩側(cè)，預(yù)埋主梁中心線控制點三個，通過觀測坐標來控制主梁的中心線，從而控制主梁軸線的偏差，確保主橋軸線的順利合攏。

觀測儀器:采用瑞士徠卡TC702全站儀，測角精度:2"，測距精度:2+2ppm，通過多測回觀測點位中誤差不超過mm。

(2)箱梁高程控制

在箱梁懸臂施工過程中，對高程的控制是施工控制中的重點部分。而高程控制的目的在于能夠準確提供每個箱梁節(jié)段的立模標高。所有計算與數(shù)據(jù)分析都是在以此目的進行。

測點布置:縱橋向每施工節(jié)段設(shè)一測量截面，每個測量截面布置6個測點，底板上3個測點，橋面上3個測點，同時觀測已澆段主梁的撓度。

測量儀器:采用Dini 12電子水準儀配銦鋼條碼尺，測量精度在±0.3 mm/km以內(nèi)。

應(yīng)力監(jiān)控指的主要是對上部箱梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)測。本次施工控制應(yīng)力控制針對的是截面正應(yīng)力。

(1)應(yīng)力監(jiān)控方法

本橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)控是在控制斷面上預(yù)埋應(yīng)力傳感器，隨后在施工過程中分階段測量其瞬時效應(yīng)差，同時分析實測值和理論值的差異，從而確定結(jié)構(gòu)的安全性。

(2)斷面布置

X大橋主橋全長260 m，主橋箱梁的應(yīng)力測點布置本著“少而精”的原則布置。主要測點斷面選擇在橋梁結(jié)構(gòu)不利位置。此河大橋單幅，箱梁根部共6個斷面，中跨5斷面(約中跨1/4斷面)共4個斷面，邊跨7＇斷面(約邊跨1/2斷面)共2個斷面，邊跨合攏斷面共2個斷面，中跨合攏斷面共2個斷面，單幅總共16個斷面，兩幅總共32個斷面。

(3)測點布置

在延續(xù)性護理之后進行肢體運動功能的評分，總分為100分，得分60分到100分判定為恢復(fù)很好，得分40分到60分判定為恢復(fù)效果一般，得分40分以下判定為恢復(fù)效果不好，本次研究中的治療效果采用很好+一般的形式計算[4]。

每個斷面測點，都根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點對其進行了優(yōu)化。應(yīng)力監(jiān)測階段從梁段0開始，逐段監(jiān)測，一直到成橋階段。各個階段測量都需要及時反應(yīng)出大橋的工作狀態(tài)，從而確保施工安全。

(4)傳感器的埋設(shè)

用細距絲或尼龍扣帶將傳感器捆綁在測點的縱向鋼筋上，綁扎位置要避開混凝土和振搗棒的直接沖擊。傳感器的兩個端頭緊貼在綁扎的鋼筋上，使傳感器中間部位處于懸空狀態(tài)。

(5)測量儀器

傳感器采用YKYB－1157型埋入式振弦應(yīng)變計，讀取采用YKMS－2101型綜合測試儀。

3.3 溫度監(jiān)測

溫度對箱梁的撓度有著重大影響，許多專家學(xué)者也對此進行了大量研究，然而還沒有有效且可行的理論方法考慮溫度影響。而且溫度無法準確預(yù)測，需要不斷觀測修正溫度影響。

由于本橋施工控制所釆用的傳感器同樣可以測量溫度，所以溫度監(jiān)測的測點布置與應(yīng)力控制的測點相同。傳感器的測量精度為±0.5℃。

4 掛籃試驗

4.1 X大橋掛籃設(shè)計

X大橋的自架體系釆用菱形掛籃，掛籃的主要結(jié)構(gòu)參數(shù):菱形架各桿件采用雙I32普通熱乳槽鋼組焊，前橫梁由雙I40工字鋼組焊，中門架由120120方管與12060方管組焊，底托系統(tǒng)前、后托梁由雙I40工字鋼組焊，底縱梁由132工字鋼組焊。

4.2 試驗?zāi)康?1)實測掛籃的彈性變形和非彈性變形值，驗證實際參數(shù)和承載能力，檢驗掛籃質(zhì)量是否滿足設(shè)計要求，確保掛籃的使用安全;(2)使用模擬壓重對結(jié)構(gòu)進行檢測，從而清除拼裝非彈性變形;(3)根據(jù)測得的彈性變形參數(shù)，找出掛籃彈性變形與荷載大小之間的線性關(guān)系，用于推算掛籃在各懸涕段的豎向位移，為懸灌段施工高程控制提供可靠依據(jù); (4)根據(jù)試驗找出相關(guān)問題，總結(jié)相應(yīng)的經(jīng)驗，為之后掛籃設(shè)計與施工提供優(yōu)化方案。

4.3 X大橋掛籃試驗加載

掛籃安裝好后，根據(jù)梁段最大混凝土量計算預(yù)壓配重，實測掛籃變形量并與理論計算量對比，作為線形控制依據(jù)之一，并按最不利荷載狀態(tài)下的模擬試驗。X大橋懸繞最重梁段為梁段5，混凝土體積64.1 m3，重170 t，臨時荷載約1.0 t，預(yù)壓時按梁段重量的120%控制，即預(yù)壓重量為205.2 t。

在加載之前，需要在底模后橫梁與墩身混凝土之間安裝上安裝雙層廢舊輪胎，從而確保能夠防止由于底模系統(tǒng)的擺動從而造成壤身混凝土的損壞。

掛籃預(yù)壓采用砂袋及混凝土配重塊預(yù)壓，按分級加載進行0～50%～100%～120%。

4.4 X大橋掛籃試驗測點布置

為了獲得更準確的掛籃試驗的數(shù)據(jù)，充分了解掛籃變形量和荷載大小之間的關(guān)系，準確估計后面各個施工階段的預(yù)拱度值，選擇的測點應(yīng)具有代表性，且反應(yīng)掛籃各部分的變形情況。

4.5 X大橋掛籃試驗結(jié)果分析

本次掛籃試驗是對X大橋右幅16#墻梁段1掛籃的模板進行了試驗，本次橋梁的施工控制對模板的底板和翼緣分別計算掛籃變形。對模板的底板和翼緣的回彈量分別取平均值后的數(shù)據(jù)見表1。

表1 掛籃變形卸載平均回彈量(單位:m)

用最小二乘法直線擬合上表的掛籃彈性變形數(shù)據(jù)，用X表示荷載百分數(shù)，表示估計的掛籃彈性變形值，則荷載與掛籃彈性變形之間的關(guān)系為:A+Bx，經(jīng)過計算，底板和翼緣的函數(shù)如下。

底板:y1=0.001 235 7+0.042 371x;翼緣:y2=0.017 286+0.004 671 4x

4.6 X大橋各粱段掛籃變形的估算

根據(jù)上面對X大橋掛籃試驗的分析，對徒駭河大橋各梁段的掛籃變形進行估算，估算的過程和結(jié)果見表2。

表2 X大橋部分梁段掛籃變形的估算

5 結(jié)束語

通過掛籃試驗以及對數(shù)據(jù)的分析說明，掛籃抗彎能力等承載力滿足要求，有足夠的應(yīng)力應(yīng)變儲備能力，能夠滿足掛籃的多次重復(fù)利用，安全可靠。底模掛籃變形的數(shù)值較大，確定立模標高時應(yīng)進行合理的調(diào)整以滿足線形要求。

［1］ 徐岳，鄒存俊，張麗芳，等.連續(xù)梁橋［M］.人民交通出版社，2012.

［2］ 王登杰.現(xiàn)代路橋工程施工測量［M］.中國水利水電出版社，2009.

U445

C

1008－3383(2015)10－0088－01

2015－01－14

易秋娟(1979－)，女，湖南寧鄉(xiāng)人，工程師。