高速鐵路無砟軌道連續(xù)梁橋施工控制研究

李東

（中鐵二十局集團(tuán)第一工程有限公司江蘇蘇州　215151）

高速鐵路無砟軌道連續(xù)梁橋施工控制研究

李東

（中鐵二十局集團(tuán)第一工程有限公司江蘇蘇州215151）

隨著我國鐵路運(yùn)輸事業(yè)的不斷發(fā)展，作為一種新型的結(jié)構(gòu)形式，無砟軌道橋梁逐漸被大家接受，并得到廣泛的應(yīng)用，因此針對高速鐵路無砟軌道連續(xù)梁橋質(zhì)量控制控制顯得尤為重要。只有對橋梁施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，才能對高速列車的安全運(yùn)行進(jìn)行保證。本文與筆者高速鐵路梁橋施工的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，針對高速鐵路無砟軌道連續(xù)梁橋施工控制談一談自己的幾點(diǎn)看法，以期與同行之間進(jìn)行探討。

高速鐵路；無砟軌道；連續(xù)梁橋；施工控制

近年來隨著客運(yùn)專線、高速鐵路的快速建設(shè)與發(fā)展，因?yàn)槭艿降匦魏铜h(huán)保要求等因素的限制，鐵路與鐵路、鐵路與河流之間的交叉越來越多，設(shè)計(jì)中通常采用連續(xù)梁方式跨越河流或者道路。隨著施工科技的發(fā)展連續(xù)梁的跨度越來越大，對于連續(xù)梁的施工控制要求越來越嚴(yán)格。本文從高速鐵路連續(xù)梁橋施工控制現(xiàn)狀出發(fā)，對高速鐵路無砟軌道連續(xù)梁橋施工控制展開了一系列的分析。

1　高速鐵路連續(xù)梁橋施工控制現(xiàn)狀

近年來隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些計(jì)算機(jī)軟件相繼出現(xiàn)，在這種條件下對橋梁結(jié)構(gòu)理論進(jìn)行分析與計(jì)算不再存在困難，但是橋梁設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖是否能夠得到真正的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵在于施工技術(shù)的應(yīng)用，有時(shí)因?yàn)槭艿绞┕ぜ夹g(shù)的限制，橋梁建設(shè)很難得到順利發(fā)展，從另一方面來說，橋梁施工技術(shù)的發(fā)展也為橋梁設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖提供了多種多樣的手段，同時(shí)也為橋梁跨越能力的增大、針對新型橋梁結(jié)構(gòu)的開發(fā)提供了充分的條件。所以，高水平的橋梁設(shè)計(jì)必須需要高水平的施工技術(shù)作為支撐，同時(shí)橋梁檢查事業(yè)要想得到發(fā)展，主要還要依靠施工技術(shù)的發(fā)展，要想促進(jìn)橋梁建設(shè)水平得到提高，就必須不斷提高橋梁施工的技術(shù)水平和能力。

隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展，大量公路鐵路建設(shè)涌現(xiàn)出來，橋梁作為道路工程中的咽喉，其建設(shè)任務(wù)異常艱巨，然而不管哪種橋梁施工，尤其是大跨徑橋梁施工，都是一項(xiàng)非常系統(tǒng)、復(fù)雜的工程。在這項(xiàng)系統(tǒng)工程中，設(shè)計(jì)圖紙就是施工的主要目標(biāo)，在實(shí)際施工過程中會(huì)遇到很多確定或者不確定因素，例如建筑材料性能、大氣溫度等，這些因素的存在或多或少都會(huì)影響到正常施工的進(jìn)行。在施工過程中怎樣從這些受誤影響失真的參數(shù)中將相對真實(shí)的數(shù)值找出來，進(jìn)而對施工狀態(tài)展開實(shí)時(shí)的監(jiān)測和預(yù)測，這些工作對設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)都是尤為重要的。

2　高速鐵路無砟軌道連續(xù)梁橋施工控制的原則

連續(xù)梁橋施工監(jiān)控的目的就是對其進(jìn)行有效的控制，在施工時(shí)對影響成橋指標(biāo)的各項(xiàng)參數(shù)誤差進(jìn)行修正，最終有效保證成橋之后設(shè)計(jì)要求的滿足。下面筆者結(jié)合自己的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，針對高速鐵路無砟軌道連續(xù)梁橋施工控制的原則進(jìn)行分析（圖1為無砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖）：

圖1　無砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖

2.1受力要求

連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn)參數(shù)實(shí)際上就是箱梁控制在截面內(nèi)部的應(yīng)力情況，一般來說起到控制作用的正是箱梁的上緣與下緣的正應(yīng)力，它們與箱梁截面彎矩和軸力之間存在一定的聯(lián)系，但是針對這種連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)體系來看，軸力的影響是非常小的，因此截面彎矩起到主要的控制作用。

2.2線形要求

線形指標(biāo)就是主梁的中線水平偏差和標(biāo)高偏差，通常情況下是指成橋之后主梁的水平誤差與標(biāo)高誤差應(yīng)使設(shè)計(jì)標(biāo)高的要求得到滿足。

2.3調(diào)控手段

在主梁施工過程中，需要對立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)對主梁線形結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，并通過立模標(biāo)高的調(diào)整至對現(xiàn)場參數(shù)進(jìn)行修正。在主梁懸臂施工時(shí)需要對立模標(biāo)高進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這時(shí)必須對已建梁段主梁標(biāo)高進(jìn)行充分的考慮。一般來說，主梁彎矩可以在施工過程中選為典型截面，并將主梁標(biāo)高控制點(diǎn)設(shè)置在施工梁段前端點(diǎn)的附近。

2.4事故預(yù)防

在施工過程中，監(jiān)控方應(yīng)針對與關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)相關(guān)的工序、方案進(jìn)行嚴(yán)格審查，并對施工主體現(xiàn)狀進(jìn)行進(jìn)一步的分析，進(jìn)而使一些不必要的認(rèn)為錯(cuò)誤得到避免。

3　高速鐵路無砟軌道連續(xù)梁橋施工控制的關(guān)鍵點(diǎn)

3.1主梁結(jié)構(gòu)變形控制

在連續(xù)梁施工過程中，在各種確定或者不確定因素的影響下，主梁結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一定的變形，正是因?yàn)橛绊懸蛩睾芏?，同時(shí)還存在不確定性，因此在施工過程中很可能會(huì)偏離預(yù)期狀態(tài)，因此橋梁施工過程中存在很多困難，尤其是合龍施工這一環(huán)節(jié)，甚至根本無法進(jìn)行合龍，進(jìn)而使橋梁的正常運(yùn)行受到影響。特別是無砟軌道的高速鐵路橋梁，因?yàn)檐壍啦贾眠^程中存在一定的特殊性，為了與列車高速通行的條件相適應(yīng)，主梁線形控制質(zhì)量顯得格外重要。

橋梁結(jié)構(gòu)控制的主要目標(biāo)就是將橋梁結(jié)構(gòu)的狀態(tài)控制到預(yù)期的要求。在高速鐵路結(jié)構(gòu)控制中應(yīng)該與客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定相符合。某專線大橋跨沙河連續(xù)橋梁采用菱形掛籃懸臂施工，成橋之后允許的幾何偏差如下：

（1）活載作用下梁體度限值為：ZK活載作用下，≤L/1500（其中L表示計(jì)算跨度）。

（2）在ZK活載作用下，梁端豎向的折角應(yīng)該在0.1%之內(nèi)。

3.2主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制

在連續(xù)梁橋施工過程中，成橋完成之后其受力情況分析都是非常復(fù)雜的，其實(shí)際受力情況與預(yù)期理想值的相符程度值得重點(diǎn)關(guān)注。如果主梁內(nèi)部實(shí)際應(yīng)力分布和設(shè)計(jì)中的計(jì)算應(yīng)力之間的偏差如果超過了一定的范圍，那么就應(yīng)該對其中存在的原因進(jìn)行深入的分析，并通過相應(yīng)的措施對其進(jìn)行解決，保證實(shí)際應(yīng)力偏差率在理論計(jì)算值范圍內(nèi)波動(dòng)，這樣就可以使一些不必要的錯(cuò)誤得到避免，盡量減少對結(jié)構(gòu)造成無法彌補(bǔ)的危害。值得一提的是，結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力控制效果是好還是壞，并不是顯而易見的，即使控制效果不好也不會(huì)出現(xiàn)十分明顯的征兆，所以針對結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控的工作應(yīng)該引起相關(guān)人員的重視與注意。

在本文的分析與研究過程中，采用埋入式振弦應(yīng)變進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。上文中提到的大橋連續(xù)梁橋主要采用智能式振弦應(yīng)變設(shè)計(jì)，它的靈敏度非常高，反應(yīng)速度也非?？欤瑫r(shí)可靠性也非常好，適合在長期觀測環(huán)境中使用。在本工程的懸臂施工過程中，在每個(gè)施工階段都進(jìn)行三次（掛籃移動(dòng)之后、澆筑混凝土之后以及預(yù)應(yīng)力鋼束張拉之后）的應(yīng)力觀測，主要目的是對懸臂根部與合龍塊的實(shí)際應(yīng)力情況進(jìn)行觀測，進(jìn)而對主梁截面的受力特點(diǎn)進(jìn)行充分的掌握。

3.3主梁穩(wěn)定性的控制

在橋梁施工過程中，穩(wěn)定性問題一直都是橋梁專家與設(shè)計(jì)師關(guān)心的重點(diǎn)問題，目前國際上已經(jīng)出現(xiàn)很多橋梁因?yàn)槭┕み^程中中失穩(wěn)而導(dǎo)致安全事故發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁破壞的案例。加拿大建造的魁北克大橋就是很多人都熟悉的一個(gè)例子，這座大橋在施工完畢時(shí)，因?yàn)閼冶鄱讼孪覘U出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁突然崩塌，發(fā)生墜落事故。我國也曾經(jīng)出現(xiàn)過類似這種因?yàn)橹髁菏Х€(wěn)而出現(xiàn)安全事故的案例，例如招寶山大橋，該橋梁在懸臂施工過程中，因?yàn)槭┕げ划?dāng)，最終也發(fā)生了主梁斷裂的事故。

由此可見，在連續(xù)梁施工過程中，應(yīng)對主梁的內(nèi)部應(yīng)力情況和變形情況進(jìn)行嚴(yán)格的控制，主梁穩(wěn)定性在施工過程中中一個(gè)不容忽視的問題，因此在施工過程中，一定要對主梁的穩(wěn)定性問題進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

4　結(jié)語

綜上所述，隨著我國鐵路運(yùn)輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展，無砟軌道橋梁的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛，在這種情況下加強(qiáng)對高速鐵路無砟軌道連續(xù)梁的質(zhì)量控制至關(guān)重要。只有在施工過程中不斷提升橋梁施工技術(shù)，并對橋梁的整體施工質(zhì)量控制嚴(yán)格控制，這樣才能對高速列車的安全平穩(wěn)通行進(jìn)行保證，使事故的發(fā)生得到最大程度的避免。

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U445.4

A

1673-0038（2015）13-0198-02

2015-3-17

李東（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事路橋施工現(xiàn)場施工技術(shù)工作。