西長鳳高速涇河連續(xù)（剛構(gòu)）梁橋線形監(jiān)測

2015-12-06 06:30:36任慶國

長春工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版) 2015年1期

任慶國

（陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西渭南714000）

1 工程概況

涇河特大橋位于涇川縣窯店鄉(xiāng)練范村川里組與寧縣長慶橋鎮(zhèn)長慶橋村之間的涇河上，橫跨長武塬、涇河河谷及董志塬邊緣，屬于大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋，全長1 726m，橋面高度約85m，其主橋跨度為：（87＋5×162＋87）m，跨越?jīng)芎又骱硬奂皵M建的西平鐵路長慶橋火車站，起點樁號K11＋601，終點樁號K12＋585，長984m，本文針對主橋線形監(jiān)測過程進行了詳細介紹。

2 計算模型

2.1 計算程序

計算程序運用MIDAS／Civil 2010軟件。在進行計算時，用梁單元模擬主橋，各梁段離散為梁單元。按照施工情況及箱梁截面情況，全橋共劃分為278個梁單元，279個節(jié)點。具體劃分情況如下：每個0＃段劃分為2個單元，每個懸臂澆筑段作為等長度的1個單元，合龍段均作為2個單元，邊跨現(xiàn)澆段劃分為1個單元。其中，節(jié)點編號按其X坐標遞增順序依次編號。輸入截面單元時，依據(jù)施工圖設(shè)計，輸入每個單元兩端的截面、梁段中間的截面即可利用程序的單元分割功能自動生成。計算模型圖如圖1所示。

圖1 計算模型圖

2.2 材料的定義

見表1所示。

表1 材料定義表

2.3 荷載的考慮［1］

預(yù)應(yīng)力及施工掛籃荷載（含模板及施工機具自重）是主要考慮的荷載。在箱梁澆筑段，掛籃荷載為集中荷載，作用在已澆筑梁段的前端節(jié)點之上，其大小是按施工現(xiàn)場的637.4kN考慮的，并沒有取設(shè)計值，計算程序不考慮掛籃自身的變形。

根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼束的幾何形狀及空間位置來考慮預(yù)應(yīng)力荷載，并將預(yù)應(yīng)力鋼束的單元號和布置形狀輸入到計算程序中，全橋共輸入606束預(yù)應(yīng)力束。

低松弛鋼絞線的松弛系數(shù)根據(jù)規(guī)范規(guī)定為0.3。孔道摩阻系數(shù)的初值按照設(shè)計取0.17，孔道偏差系數(shù)的初值依據(jù)設(shè)計圖紙取0.001 5。該工程的張拉控制應(yīng)力為1 302MPa（扣除錨口損失后），并采取兩端張拉的張拉方式進行張拉。

3 主梁撓度測試截面及測點布置

涇河特大橋主橋（87＋5×162＋87）m剛構(gòu)－連續(xù)梁主梁撓度監(jiān)測截面共計（單幅）266個，每個截面共設(shè)測點3個，撓度測點總計798個（單幅）?？紤]到橋梁施工過程中撓度監(jiān)測的重要性，橋梁對稱施工過程中撓度均需要持續(xù)監(jiān)測，必要時增加主梁中線上的撓度測點。空間位置檢測控制截面及測點如圖2所示。

圖2 空間位置監(jiān)測控制截面及測點

4 線形監(jiān)測成果分析

4.1 每階段測量工作的內(nèi)容

每個橋梁施工階段需要完成的工作內(nèi)容如下［2－3］。

4.1.1 掛籃定位

按照監(jiān)控方所提供的橋梁立模標高定位掛籃底模的前端標高和頂板標高。這時需要設(shè)置以下測點，如圖3所示。

圖3 每個階段測點布置的側(cè)立面圖

掛籃定位需要測量以下內(nèi)容：

1）測點2的標高，使其符合文件要求；

2）頂板的立模標高等于底板的立模標高加梁高；

3）已施工梁段的所有頂板鋼筋頭的測點標高；

4）測點3標高，并計算測點3與測點2的標高差。

4.1.2 澆筑混凝土

澆筑梁塊混凝土?xí)r需完成的測量工作如下：

1）澆筑前仔細檢查掛籃的定位標高，確保標高無誤后再開始澆筑梁塊混凝土；

2）混凝土澆筑即將完成后，按照標高預(yù)告表提供的混凝土澆筑即將完成時的頂板頂面（不考慮排水坡的標高）進行重新定位頂板頂面標高，排水坡尺寸不變，在標高預(yù)告表給出的頂板頂面（不考慮排水坡的標高）基礎(chǔ)上重新定位排水坡。

4.1.3 混凝土養(yǎng)護期間

混凝土養(yǎng)護期間需完成以下測量內(nèi)容：

1）測點1標高；

2）為測量測點2標高，需要先測測點3的標高；

3）頂板頂面（不考慮排水坡，最低點）混凝土表面標高。

4.1.4 預(yù)應(yīng)力張拉后的測量內(nèi)容

1）已施工完成梁段所有頂板的鋼筋頭測點（測點1）標高；

2）測點3標高，目的是測量測點2標高。

4.2 誤差控制標準［4－5］

根據(jù)控制目標：橋梁各點的線形誤差均控制在2cm范圍之內(nèi)，本橋的誤差控制標準為：

1）掛籃的定位標高和預(yù)報標高的差值控制在1cm之內(nèi)；

2）預(yù)應(yīng)力束張拉完畢后，如果梁端的測點標高和預(yù)報標高的差值超過±1cm，需分析誤差產(chǎn)生的原因，及時確定調(diào)整措施；

3）如有其他原因影響到梁體標高，其調(diào)整方案也應(yīng)及時分析研究，提出控制意見。

4.3 合龍誤差分析

以5＃墩現(xiàn)澆段及6?！?＃墩合龍段梁體的走向圖為例進行合龍誤差分析，如圖4～5，圖中：梁體實際走向＝梁底階段實測標高－梁底設(shè)計標高；梁體理論走向＝梁底階段理論標高－梁底設(shè)計標高。

4.3.1 5＃墩現(xiàn)澆段

1）右幅。6＃墩后21＃塊實測梁底標高比理想梁底標高高出2.3cm，5＃墩現(xiàn)澆段實測梁底標高比理論梁底標高高出3.85cm。理論的6＃墩后21＃塊與5＃墩現(xiàn)澆段的標高差值為5.1cm，實測的6＃墩后21＃塊與5＃墩現(xiàn)澆段的標高差值為6.65cm。故合龍精度為6.65－5.1＝1.6cm，在允許范圍之內(nèi)。

2）左幅。6＃墩后21＃塊實測梁底標高比理想梁底標高高出4.2cm，5＃墩現(xiàn)澆段實測梁底標高比理論梁底標高高出2.8cm。理論的6＃墩后21＃塊與5＃墩現(xiàn)澆段的標高差值為4.6cm，實測的6＃墩后21＃塊與5＃墩現(xiàn)澆段的標高差值為3.2cm。故合龍精度為4.6－3.2＝1.4cm，在允許范圍之內(nèi)。

4.3.2 6＃～7＃墩合龍段

1）右幅。6?！?＃合龍施工時的梁體位移的變化如圖4～5。

圖4 6?！?＃墩合龍前合龍誤差變化

圖5 6?！?＃墩合龍前梁底標高變化

6＃墩大里程21＃塊實測梁底標高比理想梁底標高高出3.83cm，7＃墩小里程21＃塊實測梁底標高比理論梁底標高高出3.1cm。理論的6＃墩大里程21＃塊與7＃墩小里程21＃塊的標高差值為4.6cm，實測的6＃墩大里程21＃塊與7＃墩小里程21＃塊的標高差值為3.33cm。故合龍精度為4.6－3.33＝1.27cm，在允許范圍之內(nèi)。

2）左幅。6?！?＃合龍施工時的梁體位移變化如圖6～7。

6＃墩大里程21＃塊實測梁底標高比理想梁底標高高出3.9cm，7＃墩小里程21＃塊實測梁底標高比理論梁底標高高出4.8cm。理論的6＃墩大里程21＃塊與7＃墩小里程21＃塊的標高差值為4.6cm，實測的6＃墩大里程21＃塊與7＃墩小里程21＃塊的標高差值為2.7cm。故合龍精度為4.6－2.7＝1.9cm，在允許范圍之內(nèi)。

4.3.3 合龍誤差匯總

涇河特大橋主橋合龍階段合龍段兩端合龍誤差列于表2。