鐵路懸臂連續(xù)梁線性控制技術(shù)的應(yīng)用

劉 顯 軍， 袁 春 林， 蔡 曉 斌

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

鐵路懸臂連續(xù)梁線性控制技術(shù)的應(yīng)用

劉 顯 軍， 袁 春 林， 蔡 曉 斌

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

結(jié)合某鐵路項(xiàng)目特大橋懸臂連續(xù)梁施工，對(duì)懸臂連續(xù)梁線性控制技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，介紹了平面高程控制、掛籃撓度控制、梁體線性預(yù)測(cè)及監(jiān)控技術(shù)，可為類似工程提供借鑒。

懸臂連續(xù)梁；線性控制；技術(shù)；鐵路

1 概 述

某鐵路特大橋全長(zhǎng)1 713 m，其中跨越省道S276上部結(jié)構(gòu)為(32+48+32)m連續(xù)梁，位于17～20號(hào)墩。箱梁設(shè)計(jì)為單箱單室、變高度、變截面、斜腹板結(jié)構(gòu)，箱梁頂寬12.2 m，其底緣按照半徑為367.8 m的圓曲線過渡變化，頂板厚34 cm，腹板厚度從50 cm變化到95 cm，根部局部加厚至115 cm，底板厚度從30 cm變化至90 cm，根部局部加厚至110 cm。全橋共分31個(gè)梁段，0#塊長(zhǎng)度為8 m，一般梁段長(zhǎng)度有3.5 m和3 m兩種，合攏段長(zhǎng)2 m。邊跨直線段長(zhǎng)7.55 m。

2 線性控制技術(shù)的涵義

為保證鐵路運(yùn)營(yíng)的平順性、穩(wěn)定性、舒適性，普通橋梁線形監(jiān)控已不能滿足懸臂現(xiàn)澆梁施工要求，必須采用綜合管理控制技術(shù)才能滿足設(shè)計(jì)要求。線性控制內(nèi)容主要包括：平面與高程控制、支架及掛籃撓度控制、梁體線性預(yù)測(cè)及監(jiān)控等。

3 平面與高程控制

3.1 平面控制網(wǎng)

(1)線下平面控制網(wǎng)。在線下既有CPⅠ、CPⅡ點(diǎn)及加密CPⅡ點(diǎn)的基礎(chǔ)上于連續(xù)梁周圍建立加密點(diǎn)。

(2)將線下平面控制網(wǎng)引上橋面。在線下既有CPⅠ、CPⅡ點(diǎn)及加密CPⅡ點(diǎn)的基礎(chǔ)上于連續(xù)梁0#塊建立加密點(diǎn)。

(3)梁頂平面控制網(wǎng)。在梁頂建立的CPⅡ加密點(diǎn)基礎(chǔ)上，采用自由設(shè)站及已知點(diǎn)設(shè)站兩種方法進(jìn)行校核。

3.2 高程控制網(wǎng)

(1)線下高程控制網(wǎng)。在線下既有CPⅠ、CPⅡ點(diǎn)的基礎(chǔ)上于連續(xù)梁周圍采用二等水準(zhǔn)往返閉合測(cè)量進(jìn)行高程加密。

(2)線下高程控制網(wǎng)上橋。在現(xiàn)有高程網(wǎng)基礎(chǔ)上，連續(xù)梁0號(hào)塊利用1級(jí)全站儀三角高程方法建立高程加密點(diǎn)。

(3)梁頂高程控制網(wǎng)。按照二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)的方法對(duì)二等水準(zhǔn)上橋進(jìn)行平差數(shù)據(jù)處理，與橋下二等水準(zhǔn)點(diǎn)形成閉合環(huán)。

3.3 梁體軸線控制

測(cè)點(diǎn)布置。在每個(gè)節(jié)段的橋面中心點(diǎn)布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，模板安裝時(shí)，控制模板前端4個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，達(dá)到對(duì)梁體平面位置的精確控制。

4 支架及掛籃撓度控制

4.1 支架撓度控制

0號(hào)塊及直線段采用鋼管支架進(jìn)行施工，支架施工前按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行堆載預(yù)壓。

(1)支架設(shè)計(jì)。根據(jù)結(jié)構(gòu)物尺寸、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形及現(xiàn)有材料綜合考慮支架設(shè)計(jì)方案，同時(shí)委托有設(shè)計(jì)資質(zhì)的單位進(jìn)行檢算，在施工過程中嚴(yán)格按照審批方案執(zhí)行，不得隨意更改施工參數(shù)和材料。

(2)支架預(yù)壓。采用現(xiàn)場(chǎng)堆載模擬施工狀態(tài)預(yù)壓，預(yù)壓總重量包括鋼筋、混凝土、模板、施工機(jī)械和施工人員等荷載，同時(shí)按照設(shè)計(jì)文件要求考慮一定的安全系數(shù)。預(yù)壓時(shí)按照規(guī)范要求進(jìn)行分級(jí)加載預(yù)壓，卸載按照加載逆向進(jìn)行，每級(jí)加載、卸載完成后持荷一定時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)。

(3)數(shù)據(jù)分析：通過數(shù)據(jù)分析計(jì)算出支架的變形值。

非彈性變形=支架預(yù)壓前各觀測(cè)點(diǎn)的初始標(biāo)高值-全部加載后24 h各觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高值，試壓后，可以認(rèn)為方木、支架、地基等的非彈性變形已經(jīng)消除。

彈性變形=卸載后各觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高值-全部加載后24 h各觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高值，根據(jù)該彈性變形值，在跨中底模上設(shè)置預(yù)拱度“△”，以使支架變形后梁體線型滿足設(shè)計(jì)要求。

計(jì)算預(yù)拱度=預(yù)拱度+彈性變形量。

4.2 掛籃撓度控制

(1)掛籃設(shè)計(jì)及加工。掛籃設(shè)計(jì)及加工委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行設(shè)計(jì)、檢算，同時(shí)進(jìn)行加工，廠家對(duì)掛籃使用材料及鋼結(jié)構(gòu)焊縫出具相應(yīng)的材質(zhì)報(bào)告并進(jìn)行焊縫探傷檢測(cè)。

(2)掛籃預(yù)壓。采用現(xiàn)場(chǎng)堆載模擬施工狀態(tài)預(yù)壓，預(yù)壓總重量按照最大梁段計(jì)算，包括鋼筋、混凝土、模板、施工機(jī)械和施工人員等荷載，加載及卸載過程與支架預(yù)壓過程一致。

(3)數(shù)據(jù)分析。通過數(shù)據(jù)分析，計(jì)算出支架的變形值，分析過程與支架預(yù)壓數(shù)據(jù)分析過程一致。

5 梁體線性預(yù)測(cè)及監(jiān)控

梁體線性預(yù)測(cè)及監(jiān)控是一個(gè)預(yù)測(cè)→施工→量測(cè)→識(shí)別→修整→預(yù)測(cè)的循環(huán)過程，在懸臂澆筑前，根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)文件參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)以及設(shè)計(jì)提供的相關(guān)資料，采用橋梁博士系統(tǒng)(2.9版)、MIDAS等橋梁專用和通用程序以及自行開發(fā)的施工控制專用計(jì)算程序，對(duì)橋梁施工進(jìn)行一次全施工過程模擬計(jì)算。計(jì)算時(shí)，按照施工方案確定的施工加載順序進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，計(jì)算中考慮混凝土的收縮和徐變、掛籃施工臨時(shí)荷載等的影響，最后將所得到的成橋恒載受力和位移狀態(tài)(包括主梁撓度，控制截面內(nèi)力與應(yīng)力)與設(shè)計(jì)進(jìn)行核對(duì)，確認(rèn)其相互一致后，得出以下控制數(shù)據(jù)。

(1)各施工梁段的主梁立模標(biāo)高。

在主梁懸臂澆筑過程中，梁段立模標(biāo)高的合理確定是關(guān)系到主梁的線形是否平順、是否符合設(shè)計(jì)要求的一個(gè)重要問題。因此，立模標(biāo)高的確定考慮的因素應(yīng)盡可能與實(shí)際情況相符。

(2)各施工梁段的狀態(tài)變量值。

對(duì)掛籃前移、混凝土澆筑完成以及預(yù)應(yīng)力張拉后兩種情況下的懸臂前端主梁進(jìn)行位移觀測(cè)與對(duì)比分析，其監(jiān)控點(diǎn)布置情況見圖1。

圖1 梁段監(jiān)控點(diǎn)布置圖

根據(jù)監(jiān)測(cè)所獲得的數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析，對(duì)原計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行修整，經(jīng)過再次計(jì)算調(diào)整并確定下一段的立模高程，如此反復(fù)循環(huán)，直至懸臂施工完成。

0號(hào)塊高程測(cè)點(diǎn)布置。高程控制點(diǎn)布置在距離端頭10 cm處，采用φ14鋼筋預(yù)埋，并與梁體鋼筋焊接牢固，預(yù)埋觀測(cè)點(diǎn)鋼筋高于梁體混凝土表面5 cm，將鋼筋外露端頭磨平并刻畫十字標(biāo)線，用紅油漆標(biāo)識(shí)，布置了5處觀測(cè)點(diǎn)。

6 結(jié) 語(yǔ)

該特大橋懸臂現(xiàn)澆梁自2016年6月15日開始施工0#塊，于12月15日合龍，合龍精度滿足要求，通過綜合技術(shù)監(jiān)控，取得了良好的監(jiān)控效果。實(shí)踐證明：此項(xiàng)技術(shù)值得推廣。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2017-02-06

U215.1;U215.7;U215.6

B

1001-2184(2017)02-0001-02

劉顯軍(1972-)，男，四川遂寧人，黨委書記兼代理分局長(zhǎng)，高級(jí)工程師，從事鐵路工程施工技術(shù)與管理工作；

袁春林(1983-)，男，河南開封人，項(xiàng)目副總工程師，助理工程師，從事鐵路工程施工技術(shù)與管理工作；

蔡曉斌(1988-)，男，四川岳池人，項(xiàng)目安質(zhì)部副部長(zhǎng)，助理工程師，從事鐵路工程施工技術(shù)與管理工作.