淺談江蘇鹽通高速公路陳橋豎河大橋懸臂施工的監(jiān)測(cè)控制

[摘 要]江蘇鹽通高速公路陳橋豎河大橋主橋?yàn)榭缍?0m的預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋。結(jié)合主橋施工監(jiān)控情況，介紹大跨徑連續(xù)梁橋懸臂施工過程中應(yīng)力和撓度監(jiān)測(cè)、主梁中線監(jiān)測(cè)和控制，立模標(biāo)高的確定與調(diào)整等。

[關(guān)鍵詞]連續(xù)梁橋 懸臂施工 監(jiān)測(cè)控制

中圖分類號(hào)：TQ361 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）05-0209-02

一、概述

江蘇鹽通高速公路陳橋豎河大橋全長(zhǎng)2327.96m，其中主橋橫跨陳橋豎河主航道，位于半徑R1=2600m的平曲線和半徑R2=23993.02m的豎曲線上。主橋上部結(jié)構(gòu)為三跨預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，跨度為48.9+90+62m。箱梁采用單箱單室截面，頂寬16.25m，底寬8m，箱梁根部高度為4.8m，跨中梁高為2.4m，中間梁高按半立方拋物線變化。梁體采用三向預(yù)應(yīng)力，縱向及橫向采用Φ15.24mm預(yù)應(yīng)力鋼鉸線，豎向采用Φ32mm精軋螺紋粗鋼筋，預(yù)應(yīng)力管道均采用鍍鋅金屬波紋管。

二、施工監(jiān)測(cè)控制的目的和必要性

施工控制的目的主要是在懸澆施工過程中，隨著懸澆梁段的增加，結(jié)構(gòu)體系不斷變化，通過對(duì)關(guān)鍵部位和重要工序的嚴(yán)格監(jiān)控，準(zhǔn)確給定和及時(shí)調(diào)整梁端立模標(biāo)高和中線位置，優(yōu)化施工工藝，消除可能對(duì)結(jié)構(gòu)安全和施工安全產(chǎn)生影響的不利因素，確保合龍精度，使成橋后的結(jié)構(gòu)線型和內(nèi)力滿足設(shè)計(jì)要求。

三、箱梁懸臂施工控制措施

a）施工前，由設(shè)計(jì)單位綜合考慮各種因素的影響，提供箱梁施工各階段計(jì)算撓度以及箱梁每節(jié)段施工設(shè)計(jì)標(biāo)高，作為箱梁施工標(biāo)高控制的基本資料。

H施=H設(shè)+∑f1+∑f2+f3+f4+∑f5

H施：箱梁施工設(shè)計(jì)標(biāo)高。

H設(shè)：箱梁成橋后設(shè)計(jì)標(biāo)高。

∑f1：本施工梁段和后續(xù)施工梁段自重產(chǎn)生的撓度總和。

∑f2：本施工梁段和后續(xù)施工梁段預(yù)應(yīng)力張拉產(chǎn)生的撓度總和。

f3：掛籃自重及其彈性變形產(chǎn)生的撓度。

f4：由砼徐變、收縮、溫度、預(yù)應(yīng)力松張、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換等產(chǎn)生的撓度。

∑f5：由橋面鋪裝二期恒載和長(zhǎng)期使用荷載而產(chǎn)生的撓度。

四、項(xiàng)目部成立箱梁懸澆施工監(jiān)控小組，對(duì)主橋箱梁懸澆施工期間梁段的應(yīng)力、撓度變形及主梁中線變形進(jìn)行監(jiān)控。

五、應(yīng)力監(jiān)測(cè)

在懸澆過程中，隨著懸臂長(zhǎng)度的不斷增加，懸臂根部受到的彎距不斷加大，。因此，需要及時(shí)監(jiān)測(cè)箱梁關(guān)鍵斷面的應(yīng)力變化，掌握結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，為評(píng)估結(jié)構(gòu)安全和施工安全提供依據(jù)。應(yīng)力測(cè)量部位每半幅橋設(shè)5處，箱梁根部1#號(hào)塊4處，跨中合龍段1處，如下圖Ⅰ。

鋼筋應(yīng)變計(jì)沿橋軸線方向埋設(shè)，跨中、支點(diǎn)橫斷面上測(cè)點(diǎn)布置分別如圖Ⅱ、圖Ⅲ所示。另外，為了更好地描述主梁的受力狀態(tài)，在1/8跨位置布置5個(gè)預(yù)埋鋼筋應(yīng)變計(jì)，測(cè)量橫向預(yù)應(yīng)力，其布置方向?yàn)榇怪睒蜉S線方向，如圖Ⅳ。

六、撓度監(jiān)測(cè)

撓度監(jiān)測(cè)采用精密水準(zhǔn)儀+因瓦水準(zhǔn)尺的精密水準(zhǔn)測(cè)量方法，通過埋設(shè)在0#塊上的基準(zhǔn)點(diǎn)，定期觀測(cè)各梁段上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。主梁上各監(jiān)測(cè)點(diǎn)在不同工況下的標(biāo)高變化，即代表該梁段在上述各種工況下的撓度變形。

1.基準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)

基準(zhǔn)點(diǎn)分別埋設(shè)在0#塊頂面的根部，此處橋面標(biāo)高基本不受主梁施工及溫度的影響，可基本保證撓度變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)的穩(wěn)定性。但是隨著主墩所承受的懸臂荷載的不斷增大，主墩也會(huì)發(fā)生沉降變形，同時(shí)砼也存在收縮徐變，所以0#塊上的水準(zhǔn)點(diǎn)也不是絕對(duì)穩(wěn)定的。為消除這種誤差，應(yīng)經(jīng)常用兩岸河堤上的絕對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)0#塊上的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核。

2.觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)

在每一梁段橫向布設(shè)兩個(gè)點(diǎn)，對(duì)稱布設(shè)在左右腹板頂部外側(cè)50cm處（如圖Ⅴ），以保證觀測(cè)點(diǎn)本身的穩(wěn)定性和最大限度地反映撓度變形，同時(shí)也不妨礙掛籃的前移。觀測(cè)點(diǎn)用直徑15mm，長(zhǎng)度45cm的鋼筋加工制作而成，在澆筑砼前焊接在梁體鋼筋籠上，頂部露出砼面約5～10mm，觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)好應(yīng)注意保護(hù)，布置施工場(chǎng)地時(shí)應(yīng)注意避開。

3.觀測(cè)的水準(zhǔn)路線形式

撓度監(jiān)測(cè)采用0#塊上的基準(zhǔn)點(diǎn)為起閉點(diǎn)的閉合水準(zhǔn)路線。中跨和邊跨主梁上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可構(gòu)成兩個(gè)獨(dú)立的閉合水準(zhǔn)路線。通過計(jì)算檢核，進(jìn)行閉合差處理和撓度計(jì)算分析。

4.觀測(cè)周期

采用三階段撓度觀測(cè)法，每一懸澆梁段施工可分為三個(gè)階段：即掛籃前移階段、澆筑砼階段和張拉預(yù)應(yīng)力階段。以三個(gè)階段作為撓度觀測(cè)的周期，在掛籃前移就位后，澆注砼前、后，張拉預(yù)應(yīng)力前、后，共觀測(cè)5次。這樣隨著箱梁節(jié)段的增加，越靠近0#塊的節(jié)段，其上的觀測(cè)點(diǎn)被觀測(cè)的次數(shù)就越多，其標(biāo)高的變化，就代表了該點(diǎn)所在的梁段在不同施工階段的撓度變形全過程。

5.觀測(cè)時(shí)間

溫度變化對(duì)撓度觀測(cè)的影響是比較大的。白天氣溫上升，日照加強(qiáng)，箱梁頂面較梁底溫度高，箱外溫度較箱內(nèi)高，從而使懸臂狀態(tài)下的箱梁有下?lián)献冃维F(xiàn)象，夜晚溫度下降，箱梁頂面散熱較快，溫度下降迅速，而箱梁內(nèi)部由于空氣不流通，散熱較慢，溫度相對(duì)較高，從而使箱梁又有上撓變形現(xiàn)象，這種變化幅度會(huì)隨著懸澆節(jié)段的增加而增大。

為減小溫度對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響，撓度觀測(cè)應(yīng)嚴(yán)格安排在清晨6：00-8：00時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)記錄空氣溫度和箱內(nèi)溫度。因?yàn)樵谠摃r(shí)段內(nèi)懸臂箱梁正好處于夜晚溫度降低，上撓變形停止和白天溫度上升，下?lián)献冃伍_始之前，是箱梁溫度與撓度變形相對(duì)穩(wěn)定階段，在該時(shí)段內(nèi)觀測(cè)，可以最大限度地減小溫度對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響。

6.觀測(cè)精度

為了準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)懸臂箱梁的撓度變形，并使外業(yè)觀測(cè)的工作量適中和易于達(dá)到設(shè)計(jì)的觀測(cè)精度，在撓度變形觀測(cè)中采用國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量的精度等級(jí)和觀測(cè)方法進(jìn)行施測(cè)，可以達(dá)到撓度變形監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)施工的目的。

七、中線變形監(jiān)測(cè)

由于主橋位于半徑R1=2600m的平曲線和半徑R2=23993.03m的豎曲線上，還有箱梁三向預(yù)應(yīng)力的張拉、風(fēng)力和溫度等因素的影響，使得主梁中線變形監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。

主梁中線變形監(jiān)測(cè)采用坐標(biāo)法進(jìn)行觀測(cè)，通過設(shè)置在中跨和邊跨上的中線點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，則不同觀測(cè)周期觀測(cè)所得到的坐標(biāo)值與設(shè)計(jì)坐標(biāo)值之差值，即為不同工況下的主梁中線的變形值。

主梁中線變形監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，除使用兩岸的導(dǎo)線點(diǎn)外，在主墩0#塊箱梁頂部中心線上各布設(shè)一點(diǎn)。作為主梁中線變形監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在每個(gè)已施工的梁段上各布設(shè)一個(gè)，具體位置為每個(gè)梁段前端斷面線處后退15cm的橋中心線處。施工時(shí)，在澆筑砼前預(yù)埋10cm×10cm×1.5cm的鋼板，并在鋼板上放樣出中點(diǎn)后沖眼作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

中線變形監(jiān)測(cè)的周期，在每個(gè)梁段砼施工完成后和預(yù)應(yīng)力張拉后，各觀測(cè)一次，這樣，愈靠近0#塊的梁段，其監(jiān)測(cè)點(diǎn)被監(jiān)測(cè)的次數(shù)愈多，該點(diǎn)坐標(biāo)的變化，就代表該點(diǎn)所在梁段中線在后續(xù)梁段施工中的中線變形情況。

八、立模標(biāo)高的確定與調(diào)整

1.立模標(biāo)高的確定

立模標(biāo)高即施工設(shè)計(jì)標(biāo)高，它是施工前由設(shè)計(jì)單位提供的。（見前面）

2.立模標(biāo)高的調(diào)整

立模標(biāo)高的調(diào)整以既要保證主梁各節(jié)段絕對(duì)標(biāo)高的精度，又要保證主梁線型的平順為原則。當(dāng)本梁段完成后的前端標(biāo)高出現(xiàn)偏差時(shí)，如果偏差值在±10mm以內(nèi)，則下一節(jié)段的前端標(biāo)高就不需要作調(diào)整，仍取為施工設(shè)計(jì)標(biāo)高；如果偏差值超過±10mm，應(yīng)在其后的兩個(gè)梁段內(nèi)將其消除。處理方法是：將本梁段前端標(biāo)高偏差值反號(hào)等分，平均分配到后面兩個(gè)梁段的立模標(biāo)高中。

結(jié)束語

通過對(duì)主橋進(jìn)行嚴(yán)格的施工監(jiān)控，順利的完成了主橋的懸臂澆筑施工，使梁體的施工誤差控制在設(shè)計(jì)文件和施工規(guī)范的規(guī)定范圍內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1] 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/TF50-2011），中華人民共和國(guó)交通部.