淺析懸臂現(xiàn)澆箱梁橋梁線型控制方法

榮加敏 （安徽水利開發(fā)股份有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 工程概況

20世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展，公路交通有很大發(fā)展。在與鐵路、公路等交通線路相交處，需要建造立交橋、上跨橋；在河道、海灣、海峽修建特大跨度橋梁，其中連續(xù)剛構(gòu)橋在較大跨度中得到廣泛應(yīng)用。但經(jīng)過多年運(yùn)行后，出現(xiàn)了內(nèi)力分配不合理、主梁線形不流暢的情況，有些甚至出現(xiàn)了嚴(yán)重的跨中下?lián)?，影響了橋梁的使用。本文主要研討橋梁在施工過程中，通過對橋梁三維線型及內(nèi)力的監(jiān)控，對施工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測、調(diào)整、預(yù)測，以滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

G205馬鞍山段市政化改造工程路線起于G205與南環(huán)線交叉處大轉(zhuǎn)盤，沿老路經(jīng)當(dāng)涂、新橋至馬鞍山與蕪湖市交界處，在主線K9+183.500～K9+616.500段跨越限制性Ⅲ級航道姑溪河及兩岸大堤。其中跨越小樁號大堤及主航道部分（跨河主橋）采用53+2×95+53m懸臂澆注預(yù)應(yīng)力混凝土梁（平面位于圓曲線及緩和曲線上，圓曲線半徑為1600m，緩和曲線長度180m，右偏曲線）；跨越大樁號側(cè)大堤（跨堤主橋）采用36+65+36m臂澆注預(yù)應(yīng)力混凝土梁（平面位于緩和曲線長度為180m的右偏曲m線上）。橋梁按雙幅橋設(shè)計(jì)，單幅橋?qū)挾?1.5m。

以跨河主橋?yàn)槔?，跨河主橋上部結(jié)構(gòu)采用53+2×95+53m懸臂澆注預(yù)應(yīng)力混凝土梁，單箱雙室結(jié)構(gòu)；箱梁頂板寬度為21.5m，箱梁底板寬度為14.5m；主墩墩頂根部梁高6.0m，跨中梁高2.4m，梁高采用二次曲線變化；箱梁采用縱向、橫向、豎向三向預(yù)應(yīng)力體系。

姑溪河大橋跨河橋箱梁結(jié)構(gòu)0號塊采用支架現(xiàn)澆，長度10.0m，主橋連續(xù)箱梁采用掛籃懸澆施工，半幅主橋分三個“T”單元，各單“T”箱梁除0#段外共劃分5個2.5m節(jié)塊（1～5號塊）、5個3.0m節(jié)塊（6～10號塊）和4個3.5m節(jié)塊（11～14號塊），計(jì)14個懸澆節(jié)塊；其中兩個邊跨不設(shè)合攏段，端部支架現(xiàn)澆段長度6.41m；中跨設(shè)置2.0m長合攏段。施工方法為在0號塊上拼裝掛籃，澆筑節(jié)塊混凝土并分批張拉各節(jié)塊鋼束，再行走掛籃，實(shí)施下一節(jié)塊。

該橋梁平面位于圓曲線和緩和曲線段上，箱梁軸線是變化的；且箱梁及橋面的橫坡與平面曲線對應(yīng)，橫向坡比是變化的；懸澆箱梁的梁高采用二次曲線變化，每個節(jié)段梁高均不同、段首和段尾變化幅度也不同；橋梁位于道路縱坡線上，整體呈拱狀，縱坡的坡比是動態(tài)變化的。綜合上述特點(diǎn)，該橋線型復(fù)雜，所有的線型變化在該橋中均已出現(xiàn)，線型控制尤為重要。

2 線型控制方法

2.1 建立施工監(jiān)控小組

建設(shè)單位考慮橋梁的規(guī)模、線型復(fù)雜程度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，考慮施工控制的重要性，通過公開招標(biāo)，選擇了第三方施工監(jiān)控單位，全程參與指導(dǎo)橋梁監(jiān)控，線型監(jiān)控是其主要工作內(nèi)容之一。

由第三方施工監(jiān)控單位牽頭，施工單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位和建設(shè)單位各單位派員參加，建立施工控制小組，其中施工單位安排測量組、施工技術(shù)人員具體實(shí)施。

2.2 施工控制流程

橋梁施工監(jiān)控流程：預(yù)告→監(jiān)測→識別→修正→預(yù)告，是一個循環(huán)過程。

姑溪河大橋主橋施工監(jiān)控的原則是線型監(jiān)控為主和應(yīng)力監(jiān)控為輔。在施工過程中采取如下的監(jiān)控策略：懸臂節(jié)段的空間位置在施工過程中實(shí)時監(jiān)測并反饋；以懸臂節(jié)段空間位置及主橋各關(guān)鍵部位的應(yīng)力狀態(tài)兩項(xiàng)指標(biāo)為控制標(biāo)準(zhǔn)。為了保證橋梁施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，使成橋后橋梁的幾何線型和內(nèi)力分布盡可能符合目標(biāo)設(shè)計(jì)，保證橋梁精確合攏，不至于使該橋發(fā)生過大下?lián)?。保證結(jié)構(gòu)變型控制在允許范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力合理，并保證有足夠的穩(wěn)定性。

2.3 編制專項(xiàng)控制方案

根據(jù)工程特點(diǎn)，編制專項(xiàng)控制方案，確定工作機(jī)制，明確各方分工及責(zé)任、權(quán)利界定，建立統(tǒng)一工作流程，確保各個環(huán)節(jié)流暢運(yùn)行，對出現(xiàn)問題啟動研討機(jī)制，及時解決處理施工中出現(xiàn)的問題。由橋梁監(jiān)控第三方單位進(jìn)駐現(xiàn)場，通過建立計(jì)算模型，并結(jié)合現(xiàn)場情況，及時提供各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)，全程指導(dǎo)施工控制。

2.4 施工控制的方法

本橋的施工線型監(jiān)控內(nèi)容包括：箱梁的高程線型監(jiān)控、豎向線型監(jiān)控及平面軸線監(jiān)控。

2.4.1 建立完善測量控制網(wǎng)

在工程開工前，依據(jù)建設(shè)單位提供的測量控制網(wǎng)，針對橋梁施工需要，加密建立新的平面、高程測量控制網(wǎng)系統(tǒng)，并進(jìn)行定期復(fù)測、驗(yàn)證，確保控制網(wǎng)系統(tǒng)完整、準(zhǔn)確。

2.4.2 控制數(shù)據(jù)的提供

在掛籃安裝完成后，進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)，清除結(jié)構(gòu)變形，確定彈性變形數(shù)據(jù)；平面、軸線尺寸、橫坡等數(shù)據(jù)通過設(shè)計(jì)圖紙參數(shù)，經(jīng)建模計(jì)算得出；梁底高程數(shù)據(jù)是由第三方監(jiān)控單位考慮各項(xiàng)影響因素通過理論計(jì)算得出基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，考慮預(yù)拋高、掛籃彈性變形、預(yù)應(yīng)力張拉前后高程變化等數(shù)據(jù)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正、調(diào)整。該組數(shù)據(jù)確定后，由施工單位對掛籃模板底模、側(cè)模、翼模及混凝土澆筑面控制，從而保證橋梁橫向、縱向、豎向三維形狀的準(zhǔn)確。

企業(yè)接收教師掛職，教師要能為企業(yè)創(chuàng)造利潤才能促進(jìn)企業(yè)接收教師掛職和指導(dǎo)教師掛職以及校企合作的積極性。教師要發(fā)揮自身的專業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢，積極、快速地轉(zhuǎn)變身份并融合到企業(yè)的團(tuán)隊(duì)中去，積極參與企業(yè)的開發(fā)項(xiàng)目，同時還可以利用自身的教師技能，為企業(yè)培訓(xùn)員工，提高企業(yè)員工的理論知識，為企業(yè)節(jié)省時間成本和人力資源成本。教師在掛職期間，還可以加強(qiáng)學(xué)校和企業(yè)之間的溝通聯(lián)系，進(jìn)一步加強(qiáng)校企合作和產(chǎn)教研的深度融合，實(shí)現(xiàn)企業(yè)和學(xué)校的“雙贏”，同時也能為教師的掛職鍛煉提供較好的環(huán)境。

2.4.3 對各項(xiàng)數(shù)據(jù)監(jiān)測方法

①主梁標(biāo)高

每一普通懸臂施工塊件頂面布置3個測點(diǎn)，測點(diǎn)沿縱橋向布置在離塊件前端10cm對應(yīng)箱梁側(cè)墻處；掛籃立模標(biāo)高布置6個測點(diǎn)，其中底板底模布置3個，頂板底模和兩側(cè)翼緣板底模各布置1個，所有測點(diǎn)沿縱橋向布置在離塊件前端10cm處。

在掛籃的定位、澆筑后梁頂、梁底標(biāo)高及張拉后所有已澆筑梁段梁頂?shù)臉?biāo)高。通過此數(shù)據(jù)，可控制箱梁高度變化符合二次方程要求、調(diào)整預(yù)拋高值及橋面縱向坡度。

②橫坡測量

測點(diǎn)布設(shè)方法：每個梁段同一斷面的梁頂，距兩側(cè)翼緣邊緣70cm處，梁中位置，共布置4個觀測點(diǎn)。采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量，測量精度在±2mm以內(nèi)，在各測點(diǎn)放置標(biāo)尺，觀測記錄各觀測點(diǎn)的高程。

③軸線測量

在箱梁施工節(jié)段前端的橫向中心位置設(shè)置測點(diǎn)，采用鐵釘做標(biāo)記。每個梁段完成后，施工測量人員對所有軸線測點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行測量，并做好記錄。

④數(shù)據(jù)修正

對前一節(jié)段平面、高程、軸線測量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對、分析，結(jié)合建立計(jì)算模型自動計(jì)算出的數(shù)據(jù)，為下一節(jié)段數(shù)據(jù)的確定提供依據(jù)。

3 結(jié)語

該橋梁已于2014年5月完工并通車，通過近4年的運(yùn)行，橋梁各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)正常，三維外形美觀，初步達(dá)到了預(yù)期目的。在施工管理方面積累了經(jīng)驗(yàn)，同時也需要注意以下問題。

3.1 掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

掛籃設(shè)計(jì)、制作過程中，需對掛籃的設(shè)計(jì)進(jìn)行完整的計(jì)算分析，以保證在施工過程中的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，特別是大塊段、多塊段施工后，掛籃的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的保證。

3.2 箱梁澆筑高程控制

加強(qiáng)橋梁澆筑面高程控制精度，特別是存在縱坡及橫坡的節(jié)段，保證各節(jié)段順暢，確保橋面鋪裝厚度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，以防止增加橋面固定荷載，對后期橋梁運(yùn)行造成不利影響。