深水河橋懸臂施工線性控制方案研究

翟志廣（（中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司，湖北省襄陽(yáng)市，441104））

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深水河橋懸臂施工線性控制方案研究

翟志廣
（（中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司，湖北省襄陽(yáng)市，441104））

摘 要：大跨度連續(xù)鋼構(gòu)梁施工過程比較復(fù)雜、施工環(huán)節(jié)多，若各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生不必要的誤差或偏差，那么隨著連續(xù)梁橋懸臂段的逐漸伸長(zhǎng)，誤差或者偏差也會(huì)不斷累加。如果不進(jìn)行過程控制、減少誤差、把控質(zhì)量，將會(huì)導(dǎo)致大橋最終不能合攏，出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題。本文以深水河橋建設(shè)為例，對(duì)深水河橋的連續(xù)梁懸臂施工過程開展過程監(jiān)控、采樣數(shù)據(jù)，并做出線性控制方案。本文對(duì)今后大跨度連續(xù)鋼構(gòu)梁施工工程有指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：大跨度連續(xù)鋼構(gòu)梁橋；監(jiān)控；線性控制；施工方案

引言

大跨度連續(xù)鋼構(gòu)梁——從最初的規(guī)劃路線做橋梁基礎(chǔ)施工，到最后的竣工通車，在基礎(chǔ)施工、上部結(jié)構(gòu)施工、懸臂梁施工、橋段合攏和橋面施工等各環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的規(guī)范要求［1］。雖然有著比較成熟的理論和施工方法，可以快速計(jì)算出梁施工的變形和預(yù)測(cè)的起拱弧度，但實(shí)際施工時(shí)，結(jié)構(gòu)變形無法達(dá)到預(yù)期期望值的事還會(huì)發(fā)生。具體原因主要包括：一是橋梁初步設(shè)計(jì)階段采用的建筑材料（強(qiáng)度、彈性模量等）、截面參數(shù)、性能參數(shù)等不對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的參數(shù)反映；二是由于測(cè)量誤差、模板誤差、預(yù)應(yīng)力張拉誤差等在施工過程中產(chǎn)生的誤差，也可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)際施工過程中的參數(shù)不一致；三是隨著連續(xù)梁橋懸臂段的不斷施工而伸長(zhǎng)，誤差也會(huì)不斷累加，雖然每次誤差基本都在誤差允許范圍之內(nèi)，但是如果特別關(guān)注與控制誤差，總的誤差累積值會(huì)使橋梁段偏離預(yù)期位置，從而導(dǎo)致橋梁很難完全合攏，也會(huì)影響整座橋的內(nèi)力分析及線性控制［2］。

1 工程概況

深水河大橋左線起止樁號(hào)為Z K 2 8+7 1 6 ～Z K 2 9+0 8 3.5，橋跨布置為（2 5+2 x 3 0）m T（6 5+1 2 0+6 5）m連續(xù)剛構(gòu)+3 0 m T梁，橋全長(zhǎng)373m；右線橋起止樁號(hào)為YK28+700 ～YK29+078，橋跨布置為（2x30）mT梁+ （65+120+65）m連續(xù)剛構(gòu)+2x30mT梁，橋全長(zhǎng)378m。其中主橋部分采用截面可變的預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)梁，兩岸引橋采用預(yù)應(yīng)力砼T型截面梁。如圖1所示。

圖1 深水河大橋廣樂高速T3標(biāo)段

主橋上部主體結(jié)構(gòu)為（65+120+65）m三跨預(yù)應(yīng)力砼大跨度連續(xù)剛構(gòu)梁，橋梁斷面采用單個(gè)箱體單個(gè)空間，梁體端部高度7.5米，中間高度2.9米，梁體頂板厚度28厘米，底板厚度從端部到中間部位由100～32厘米呈二次拋物線變化，腹板厚度有45cm、65cm、80cm三種，分別從中間至端部呈二次拋物線變化。

2 施工過程

在建設(shè)橋梁過程中，其中關(guān)鍵階段是橋梁施工階段，橋梁施工質(zhì)量的好壞將嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)安全及今后的正常使用［3-6］。所以，在整個(gè)橋梁施工過程中，應(yīng)對(duì)橋梁施工的每個(gè)環(huán)節(jié)要有嚴(yán)密檢測(cè)，確保在絕對(duì)安全、準(zhǔn)確、無誤的情況下方可動(dòng)工。

在具體施工過程中，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：一是應(yīng)根據(jù)橋梁自身結(jié)構(gòu)的實(shí)際所處狀態(tài)，通過每個(gè)環(huán)節(jié)檢測(cè)和測(cè)試得到原始數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，若發(fā)現(xiàn)有誤，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修改，有便于在后面橋梁施工環(huán)節(jié)提供可靠的內(nèi)力分析，保證橋梁在施工環(huán)節(jié)的各項(xiàng)指標(biāo)都符合設(shè)計(jì)要求及國(guó)家規(guī)定；二是在該大跨度連續(xù)剛夠梁懸臂施工的過程中［7］，務(wù)必要及時(shí)控制、及時(shí)檢測(cè)，將保證實(shí)際施工結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，并且兩者誤差要在規(guī)定最小范圍內(nèi)。

在實(shí)際施工過程中，測(cè)量得到的數(shù)據(jù)包括溫度、標(biāo)高和各階段的應(yīng)力等，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并在橋梁運(yùn)行后進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、控制和預(yù)測(cè)后續(xù)發(fā)生故障。

3 線性控制

3.1 主要內(nèi)容和流程

嚴(yán)格控制現(xiàn)澆各橋梁段截面高度、寬度和各橋梁段的模板標(biāo)高是整個(gè)橋梁施工過程中的線性控制的主要內(nèi)容，便于梁體在合攏后截面高度、寬度和標(biāo)高都在誤差范圍內(nèi)，保證完全合攏。梁體截面控制包括每個(gè)梁底板端部、梁端、翼緣板端部的位置，必須按照設(shè)計(jì)要求來嚴(yán)格控制，一個(gè)梁體截面最多3個(gè)控制點(diǎn)，再使用梁體中線控制法對(duì)截面進(jìn)行核算并修改。對(duì)于梁體標(biāo)高的控制，需要根據(jù)各個(gè)方面的綜合影響因素，主要包括：梁在不同條件下的設(shè)計(jì)標(biāo)高，梁在不同的條件下的設(shè)計(jì)起拱弧度，掛籃的彈性變形的預(yù)測(cè)值以及前面梁端設(shè)計(jì)標(biāo)高的誤差累計(jì)值情況等。必須考慮這些綜合影響因素，才能保證連續(xù)梁段標(biāo)高與設(shè)計(jì)結(jié)果吻合。根據(jù)該工程特點(diǎn)［8-9］，制定出該橋梁施工控制流程，具體如圖2所示。

圖2 施工控制流程

3.2 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)的主要流程是：

（1）鋼構(gòu)梁懸臂段施工平面和設(shè)立標(biāo)高測(cè)量點(diǎn)的施工中：應(yīng)該檢測(cè)和復(fù)核設(shè)計(jì)單位給予的懸臂段施工平面控制位置和標(biāo)高測(cè)量點(diǎn)，在大跨度鋼構(gòu)橋梁周圍設(shè)置精度較高且穩(wěn)定的高程控制網(wǎng)。同時(shí)在墩頂0號(hào)塊段鋼構(gòu)梁頂板位置應(yīng)設(shè)置局部高程控制網(wǎng)，設(shè)立相對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)來作為橋梁的放線測(cè)量和檢測(cè)變形，以便施工操作方便、準(zhǔn)確。

（2）主梁部分變形檢測(cè)測(cè)點(diǎn)布置：在每個(gè)橋段的橋體中心位置，需設(shè)立1個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)方法：儀器采用全站儀檢測(cè)測(cè)量，精度控制在正負(fù)2毫米以內(nèi)。施工時(shí)應(yīng)至少在兩個(gè)平面控制點(diǎn)檢測(cè)并進(jìn)行相互校對(duì)來減少測(cè)量誤差，以此保證施工鋼構(gòu)梁懸臂梁精確無誤。

（3）梁體結(jié)構(gòu)尺寸的控制：梁體結(jié)構(gòu)尺寸的控制若與設(shè)計(jì)圖紙有出入，將影響橋梁在正常使用后的理論受力變化。在每個(gè)橋段懸臂模板精確落實(shí)到位后，需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求調(diào)整模板的標(biāo)高、截面尺寸及位置等所有數(shù)據(jù)均滿足設(shè)計(jì)要求，然后再固定模板依照順序綁扎鋼筋。等鋼筋都綁扎完畢后再檢查各項(xiàng)數(shù)據(jù)是否嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求，全部滿足要求后才可以澆注砼。等澆筑砼完畢后，應(yīng)再次核實(shí)各段梁體的各項(xiàng)數(shù)據(jù)是否達(dá)標(biāo)，才可以計(jì)算下一個(gè)橋段梁體的預(yù)拱度修正值和變形情況，若發(fā)現(xiàn)梁體潛在安全問題，應(yīng)及時(shí)解決。

3.3 施工控制的具體步驟

橋梁懸臂施工過程是分周期的，每一周期包括從施工階段時(shí)掛籃的前移定位到后張拉預(yù)應(yīng)力完畢，有關(guān)施工控制的具體步驟如下：

A.依據(jù)設(shè)定的掛籃定位設(shè)計(jì)來定位掛籃的高程，測(cè)量出掛籃的平面位置點(diǎn)和高程；

B.綁扎鋼筋，立內(nèi)模；

C.澆注砼之前，先測(cè)量全部已經(jīng)施工完畢橋梁段上的高程測(cè)量點(diǎn)，校對(duì)掛籃高程是否定位；

D.測(cè)量出的數(shù)據(jù)需施工控制組分析，若要調(diào)整修改，需提出修改后的高程并及時(shí)相應(yīng)調(diào)整；

E.澆注完砼次日，測(cè)量全部已經(jīng)施工完畢橋梁段上的高程測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量本梁段端部頂面和底面的測(cè)點(diǎn)，建立梁底和梁頂?shù)臉?biāo)高關(guān)系。校對(duì)梁體中心軸線的平面位置。檢查本梁段截面高程；

F.完成張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線后，測(cè)量所有橋梁段上的高程檢測(cè)點(diǎn)；

G.通過分析以上測(cè)量數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)，依據(jù)上一個(gè)施工階段的梁底高程測(cè)量數(shù)據(jù)，預(yù)設(shè)出下一施工階段掛籃高程的定位。

4 結(jié)束語

大跨度連續(xù)鋼構(gòu)梁的懸臂施工是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要處理的數(shù)據(jù)量大，涉及知識(shí)面廣，技術(shù)性較強(qiáng)，需要建設(shè)、勘察、設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)理單位相互配合，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)溝通解決。大跨度連續(xù)鋼構(gòu)梁懸臂［10］施工過程中所引起的誤差或者偏差往往很多，所以在控制過程中必須實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)調(diào)控，保證橋梁能夠安全、穩(wěn)定、連續(xù)的建設(shè)。本文以深水河橋連續(xù)鋼構(gòu)梁懸臂施工為例，研究分析了在懸臂施工過程中線性控制方法和過程，希望對(duì)同類工程有一定的借鑒作用。

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Studying Construction Scheme to Large Span Continuous Steel Girder Bridge of Deep-water River

Zhiguang Zhang
（NO.1 Engineering CO.，LTD of CR11BG， Xiangyang， 441104， China）

Abstract：Large span continuous steel girder construction process is complex， the construction links， each link in the construction process will inevitably produce unnecessary error or deviation.With continuous construction of continuous beam bridge cantilever section and gradually elongation， error or deviation will be accumulated continuly.If it is not strictly controlled， adjusting the error， bridge will cause serious dislocation.In this paper，the Deep-water bridge as a case， in continuous beam and cantilever construction processed monitoring， sampling data， and making a linear control scheme.This paper is helpful for engineering construction of long-span continuous steel beam.

Key words：Large Span Continuous Steel Girder Bridge； Monitor； Linear Control； Construction Scheme

中圖分類號(hào)：U445.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-8412 （2016） 02-222-04

DOI：工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL： http//www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.02.027

作者簡(jiǎn)介：

翟志廣（1982-），男，工程師。研究方向：公路鐵路施工。