新建徐鹽鐵路有砟軌道預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁線形控制

汪志飛

摘 要：預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋作為鐵路建設(shè)中必不可少的重要組成部分，無(wú)論從結(jié)構(gòu)受力特性以及經(jīng)濟(jì)性角度考慮，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋均屬于較為理想的橋型。因此，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁線形控制也顯得尤為重要。文章以新建徐鹽鐵路有砟軌道為例，通過(guò)線形控制，本標(biāo)段9座連續(xù)梁均已順利、精準(zhǔn)合龍，線形控制積累的經(jīng)驗(yàn)可為以后高速鐵路連續(xù)梁施工線形控制提供參考。

關(guān)鍵詞：鐵路有砟軌道;預(yù)應(yīng)力混凝土;連續(xù)梁;線形控制

中圖分類(lèi)號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）08-0107-02

1 工程概況

新建徐州至淮安至鹽城鐵路站前及相關(guān)工程XYZQ-Ⅳ標(biāo)段起止里程樁號(hào)為DK114+667.002～D2K161+100.000（其中DK116+845.973=DK119+175，短鏈長(zhǎng)2329.0269m），標(biāo)段位于宿遷市境內(nèi)，起于宿遷市宿城區(qū)，止于宿遷市泗陽(yáng)縣，正線長(zhǎng)度44.104km。本標(biāo)段范圍內(nèi)9座連續(xù)梁按跨度形式共分為4種，分別為4-（32+48+32）m、1-（48+80+48）m、3-（60+100+60）m、1-（72+132+72）m，均采用懸臂澆筑法施工。為了保證各連續(xù)梁成橋線形以及內(nèi)力狀態(tài)能夠與設(shè)計(jì)要求相符合，需要在施工過(guò)程中，跟蹤監(jiān)測(cè)連續(xù)梁各節(jié)段在施工過(guò)程出現(xiàn)的變化情況，并與理論計(jì)算值實(shí)施比較分析，從而合理調(diào)整確定下一施工節(jié)段的立模高程，從而達(dá)到線形控制的目的。

2 施工監(jiān)控方法介紹

為了消除因各參數(shù)取值的不確定所引起的施工中設(shè)計(jì)與實(shí)際的偏差，則應(yīng)在施工過(guò)程中通過(guò)測(cè)量手段對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行修正。主要包括：

（1）材料的物理力學(xué)性能參數(shù)主要是混凝土的容重、彈性模量、預(yù)應(yīng)力鋼絞線彈性模量、摩阻系數(shù)、偏差系數(shù);

（2）恒載：應(yīng)當(dāng)以實(shí)際的數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)，重新統(tǒng)計(jì)主梁自重，再依據(jù)試驗(yàn)室提供的材料容重進(jìn)行計(jì)算，并將構(gòu)件幾何的實(shí)際測(cè)量尺寸與設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行對(duì)比，分析存在的偏差;二期恒載也是根據(jù)設(shè)計(jì)資料與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查相結(jié)合;

（3）施工荷載：按照施工現(xiàn)場(chǎng)提供的資料，對(duì)施工荷載開(kāi)展實(shí)地核對(duì)，確定進(jìn)行主梁施工過(guò)程中，施工機(jī)具荷載主要的作用位置以及大小情況，同時(shí)還須要重視考慮預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備、施工機(jī)具以及梁段懸臂施工設(shè)備等重量;

（4）掛籃剛度：在橋梁懸臂施工中，掛籃在承受混凝土梁段重量時(shí)會(huì)出現(xiàn)彈性變形情況。因此在對(duì)主梁梁段立模高程實(shí)施計(jì)算過(guò)程中，需要充分考慮掛籃變形因素，保證主梁線形監(jiān)控施工得以順利完成。

3 施工監(jiān)控的仿真計(jì)算

3.1 參數(shù)選取

實(shí)施施工監(jiān)控計(jì)算過(guò)程中所使用的參數(shù)主要來(lái)源于施工設(shè)計(jì)圖紙以及施工現(xiàn)場(chǎng)。通過(guò)分析施工設(shè)計(jì)圖紙，可良好的對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的坐標(biāo)進(jìn)行把握，并以設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)，計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的面積與重量;而通過(guò)透徹分析理解設(shè)計(jì)圖紙后，有利于在實(shí)際施工過(guò)程中收集所需的計(jì)算參數(shù)，若收集的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)與前期計(jì)算應(yīng)用參數(shù)存在出入，則需要對(duì)前期計(jì)算監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)修訂，保證實(shí)際施工結(jié)果可與施工設(shè)計(jì)圖紙相符。

3.2 設(shè)計(jì)施工圖計(jì)算分析

在開(kāi)展實(shí)際的施工監(jiān)控工作前，相關(guān)工作人員需要以施工圖紙與施工方案為基礎(chǔ)，對(duì)分階段掛籃懸臂澆筑、體系轉(zhuǎn)換以及預(yù)應(yīng)力張拉等施工情況進(jìn)行充分考慮，并進(jìn)行全施工過(guò)程的模擬計(jì)算。

3.3 施工過(guò)程仿真模擬計(jì)算

通用的橋梁平面設(shè)計(jì)計(jì)算與控制分析軟件、橋梁空間計(jì)算與控制分析軟件相結(jié)合來(lái)復(fù)核設(shè)計(jì)計(jì)算所確定的理想成橋狀態(tài)和理想施工狀態(tài)。按照施工設(shè)計(jì)所確定的施工工序以及基本參數(shù)，對(duì)施工過(guò)程開(kāi)展正裝計(jì)算，以此獲得各施工狀態(tài)以及成橋狀態(tài)下結(jié)構(gòu)受力和變形等控制數(shù)據(jù)。

3.4 調(diào)整并明確立模高程

充分考慮實(shí)際因素，同時(shí)聯(lián)合嚴(yán)格的監(jiān)控，可有效保證最終成橋線形的質(zhì)量;如果考慮因素不符合實(shí)際情況，監(jiān)控力度不夠、監(jiān)控效果欠佳，那么就會(huì)對(duì)最終成橋線形造成影響，甚至與設(shè)計(jì)線形存在較大偏差。所以，有效監(jiān)控連續(xù)梁橋的線形，就需要明確立模高程。

4 施工監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

4.1 測(cè)量監(jiān)控網(wǎng)

為了監(jiān)控主橋各節(jié)段的施工放樣精度，使最終成橋線形滿足設(shè)計(jì)要求，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，建立監(jiān)控橋梁節(jié)段小區(qū)域的施工監(jiān)控網(wǎng)，并保證必要的精度和密度，以監(jiān)控橋梁各部分位置的施工放樣精度，防止誤差積累。這也是整個(gè)施工監(jiān)控測(cè)量工作中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。

4.2 基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)

（1）測(cè)量目的：收集各施工過(guò)程中的基礎(chǔ)累計(jì)沉降值以及不均勻沉降值。（2）測(cè)點(diǎn)布設(shè)：觀測(cè)點(diǎn)一般布置在墩身，高出地面或水面以上1m左右，每個(gè)墩4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)分別設(shè)在方便觀測(cè)、利于保護(hù)的部位，按《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程》Q/CR9603要求設(shè)置。（3）測(cè)量方法：測(cè)量?jī)x器為水準(zhǔn)儀，測(cè)量精度設(shè)置為±1mm，將標(biāo)尺放置在各測(cè)點(diǎn)后，對(duì)各沉降觀的高程變化進(jìn)行觀察。

4.3 主梁高程

將測(cè)點(diǎn)設(shè)置在主梁各節(jié)段上下游梁底，梁底測(cè)點(diǎn)的主要作用是底板定位。主梁澆筑施工完成后，將測(cè)點(diǎn)引至梁頂，測(cè)量方法是將Φ20鋼筋伸至腹板內(nèi)1.5m～2.0m進(jìn)行梁頂測(cè)點(diǎn)，焊接在腹板內(nèi)豎向鋼筋需要比設(shè)計(jì)梁頂表面高出2～3cm，實(shí)測(cè)梁底至鋼筋頂端距離，用于梁底高程觀測(cè)，在以后的施工過(guò)程中必須認(rèn)真保護(hù)這些相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)。梁段高程測(cè)點(diǎn)布置橫斷面、縱斷面如圖1所示。

4.4 軸線

軸線測(cè)點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置在箱梁施工節(jié)段前端的橫向中心，使用鋼筋標(biāo)記后，在利用梁頂中間測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。在完成各梁段施工后，測(cè)量人員應(yīng)測(cè)量并記錄全部軸線測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)。

4.5 施工監(jiān)控的具體流程

施工監(jiān)控工作流程圖如2所示。

4.6 0號(hào)塊施工階段

（1）按要求對(duì)0號(hào)塊現(xiàn)澆支架進(jìn)行預(yù)壓，測(cè)量、記錄加載及卸載過(guò)程相應(yīng)階段的底模高程，支架預(yù)壓成果整理后報(bào)施工監(jiān)控小組;（2）施工監(jiān)控小組提供0號(hào)塊底面立模高程;測(cè)量承臺(tái)頂面水準(zhǔn)點(diǎn)的高程初始值;（3）按施工監(jiān)控小組提供的0號(hào)塊底面立模高程立模，綁扎鋼筋、預(yù)埋梁端高程測(cè)點(diǎn);（4）澆筑0號(hào)塊，張拉預(yù)應(yīng)力并在0號(hào)塊進(jìn)行管道摩阻測(cè)試，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錨口、喇叭口摩阻測(cè)試，結(jié)果報(bào)施工監(jiān)控小組作為計(jì)算和后續(xù)施工的依據(jù)。

4.7 循環(huán)懸臂澆筑階段

從掛籃前移定位到完成預(yù)應(yīng)力鋼束張拉，是循環(huán)懸臂澆筑階段的一個(gè)施工周期，而施工過(guò)程中的監(jiān)控步驟有：

（1）前移掛籃并按照施工監(jiān)控小組提供的該節(jié)段的掛籃立模高程定位掛籃;（2）立模板、綁扎鋼筋、預(yù)埋梁端高程測(cè)點(diǎn);（3）澆筑混凝土之前，復(fù)測(cè)掛籃立模高程并提供給施工監(jiān)控小組;（4）完成混凝土澆筑后第二天，則需要對(duì)本節(jié)段端部的預(yù)埋測(cè)點(diǎn)高程進(jìn)行測(cè)量，構(gòu)建測(cè)點(diǎn)與梁底高程的關(guān)系，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)提供給施工監(jiān)控小組;（5）張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后，測(cè)量全部已施工節(jié)段的測(cè)點(diǎn)高程，并將測(cè)量數(shù)據(jù)上報(bào)監(jiān)控小組;（6）施工監(jiān)控小組將各監(jiān)控步驟獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)施分析，并將該工期的分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供給掛籃立模高程;如須壓重，則需要將壓重值上報(bào)后設(shè)計(jì)單位，在獲取認(rèn)可后，才能夠與施工監(jiān)控單位會(huì)簽、交監(jiān)理。

4.8 合龍及合龍后階段

（1）掛籃前移至合龍段后，需要合龍支架及模板安裝、綁扎鋼筋，根據(jù)實(shí)際情況增加壓重;（2）對(duì)全橋測(cè)點(diǎn)高程實(shí)施測(cè)量;（3）安裝合龍段剛性支撐，對(duì)臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行張拉，澆筑混凝土，并卸載壓重;（4）測(cè)量合龍點(diǎn)高程、懸臂端高程;（5）當(dāng)混凝土符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除現(xiàn)澆臨時(shí)約束，張拉合龍段預(yù)應(yīng)力鋼筋，并實(shí)施錨固灌漿;（6）將掛籃移至下段合龍位置，確定合龍段壓重，安裝剛性支撐，立模綁扎鋼束，并張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束;（7）拆除臨時(shí)約束，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求后，張拉剩余預(yù)應(yīng)力鋼束，并錨固灌漿。

5 施工監(jiān)控注意事項(xiàng)

（1）施工監(jiān)控時(shí)，節(jié)段懸臂端布置5個(gè)測(cè)點(diǎn)：頂板3個(gè)、底板2個(gè)。頂板的3個(gè)測(cè)點(diǎn)均直接測(cè)量混凝土表面，分別為：橋梁中心和兩側(cè)泄水管處。（2）立模標(biāo)高觀測(cè)應(yīng)在清晨日出前氣溫穩(wěn)定時(shí)段內(nèi)進(jìn)行，數(shù)據(jù)經(jīng)復(fù)核、確認(rèn)無(wú)誤后盡快發(fā)給施工監(jiān)控小組。因氣溫變化，當(dāng)預(yù)計(jì)下一節(jié)段立模溫度超出上一節(jié)段立模標(biāo)高所對(duì)應(yīng)的溫度范圍時(shí)，應(yīng)及時(shí)將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和下一節(jié)段立模標(biāo)高擬對(duì)應(yīng)的溫度同時(shí)提交施工監(jiān)控小組。（3）實(shí)測(cè)標(biāo)高數(shù)據(jù)應(yīng)注意數(shù)據(jù)的合理性，如：規(guī)范要求掛籃最大變形（超載預(yù)壓除外）不應(yīng)超過(guò)20mm，實(shí)測(cè)標(biāo)高變化超出規(guī)范要求值或個(gè)別測(cè)點(diǎn)標(biāo)高異常時(shí)，應(yīng)注意查找、糾正掛籃操作工藝中的問(wèn)題，并進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保測(cè)量成果準(zhǔn)確、可靠。（4）在懸臂澆筑高程的施工過(guò)程中，施工步驟監(jiān)控發(fā)揮著關(guān)鍵的預(yù)報(bào)作用，明確不同步驟的預(yù)拋高后，才能有效保證成橋狀態(tài)達(dá)到合理線形。因此，施工監(jiān)控前首選需要明確各連續(xù)梁的施工步驟以及施工組織設(shè)計(jì)，主要有全橋施工、各節(jié)段施工循環(huán)、施工時(shí)間安排以及合龍順序等步驟。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，中國(guó)正走進(jìn)高鐵時(shí)代，為了滿足營(yíng)運(yùn)速度和延長(zhǎng)設(shè)計(jì)使用時(shí)間，同時(shí)減小征地，降低結(jié)構(gòu)沉降的影響，提高高速鐵路營(yíng)運(yùn)安全，高速鐵路設(shè)計(jì)時(shí)大量以橋帶路，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)迅速發(fā)展，橋跨形式中連續(xù)梁會(huì)愈來(lái)愈多。由于連續(xù)梁懸臂施工節(jié)奏快，線形監(jiān)控工作量大，只有規(guī)范操作、加強(qiáng)管理，才能切實(shí)提高連續(xù)梁施工質(zhì)量及安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 張書(shū)豪.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制及工藝研究[D].張西南交通大學(xué)，2016.

[2] 趙慶武.大跨度鐵路連續(xù)梁橋線形控制關(guān)鍵技術(shù)分析[J].鐵道勘察，2013（03）：59-61+87.

[3] 陽(yáng)紅生.大跨度現(xiàn)澆懸臂箱梁施工線形控制技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2014（02）：230+139.