掛籃懸臂澆筑施工監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析

趙 亮 余葉豪 包坤坤 李春彬 郝迎喜上海寶冶工程技術(shù)有限公司 上海 200941

自20世紀(jì)80年代以來，我國橋梁建設(shè)事業(yè)得到了高速的發(fā)展，掛籃懸臂梁亦是橋梁事業(yè)中關(guān)鍵性的一環(huán)?？紤]到掛籃懸臂梁在現(xiàn)場實(shí)施時(shí)，其實(shí)際工作狀態(tài)與理論設(shè)計(jì)狀態(tài)會(huì)存在一定的差異，為確保掛籃施工的安全性和為施工技術(shù)人員后續(xù)工作做出正確的判斷提供理論依據(jù)，掛籃懸臂施工監(jiān)測工作是必須要做的。

1 工程概況

貴陽軌道交通2號(hào)線二期工程小碧站～云盤村站區(qū)間，本懸掛段位于貴陽市南明區(qū)小碧鄉(xiāng)云盤村附近西南環(huán)線內(nèi)，小寨橋及貓洞河北側(cè)，線路沿原西南環(huán)路路中敷設(shè)，和改造后西南環(huán)路高架并行。高架區(qū)間起止樁號(hào)為YDK47+388、YDK48+008，長620m。高架段共計(jì)15個(gè)橋墩，1個(gè)橋臺(tái)，17跨，1#-15#屬于懸臂段，16#、17#屬于合攏段。掛籃位置見圖1。

圖1

本區(qū)間掛籃段上跨貓洞河，T構(gòu)墩墩高15m，大里程接云盤村車站，主墩為15#墩，梁與橋墩之間為剛性連接，梁采用懸臂澆筑法施工。掛籃施工工序如圖2

圖2

1、以15#墩為中心對(duì)稱往兩側(cè)移動(dòng)掛籃一個(gè)節(jié)段。

2、對(duì)稱懸臂澆筑2節(jié)段混凝土，只有當(dāng)混凝土達(dá)到95%強(qiáng)度及100%設(shè)計(jì)彈性模量時(shí)，縱向預(yù)應(yīng)力筋才能延展，并且需達(dá)到5天齡期，然后縱向預(yù)應(yīng)力筋可以拉伸，首先是腹板筋，束然后是頂板束。張力和錨固從靠近腹板的鋼束對(duì)稱進(jìn)行。

3、重復(fù)以上步聚，完成對(duì)稱懸臂灌注完成3～15 號(hào)梁段，然后張拉頂板和腹板鋼束。

4、用萬能鋼筋和型鋼在在邊墩頂部安裝支架，形成現(xiàn)澆邊跨17段的支架，并對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，消除非彈性變形。利用支架澆筑4.95m米長的17號(hào)梁段。

5、在完成15號(hào)及17號(hào)梁段后，利用支架澆筑2m長的16 號(hào)梁段，順序張拉靠近腹板附近的鋼束，并完成合攏。

2 監(jiān)控目的及方法

2.1 監(jiān)控目的

在施工過程中，由于混凝土澆筑、掛籃移動(dòng)、施工荷載、預(yù)應(yīng)力張拉、混凝土收縮及徐變與溫度等因素，控制不當(dāng)會(huì)使懸澆梁段的合攏誤差增大，這與橋梁設(shè)計(jì)目標(biāo)不符合。為了使施工按照按設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行，保證施工安全，最終達(dá)到設(shè)計(jì)的理想狀態(tài)，應(yīng)進(jìn)行線型監(jiān)控，以保證最初線形平順。

對(duì)于大型橋梁，理想的線形與合理的內(nèi)力狀態(tài)不僅關(guān)系到設(shè)計(jì)，而且還取決于科學(xué)合理的施工方法。如何控制施工過程，獲得到預(yù)先設(shè)計(jì)的應(yīng)力狀態(tài)和幾何線形是橋梁施工過程中一個(gè)非常關(guān)鍵和困難的問題。同時(shí)，施工控制的結(jié)果為橋梁實(shí)行長期監(jiān)測提供了原始依據(jù)，也是橋梁運(yùn)行運(yùn)營狀態(tài)監(jiān)測的出發(fā)點(diǎn)。為此針對(duì)橋梁設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過對(duì)施工過程仿真分析、現(xiàn)場監(jiān)測和誤差識(shí)別與預(yù)測，在施工過程中對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行反饋控制，為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的成橋結(jié)構(gòu)受力與線型狀態(tài)提供技術(shù)支撐。

2.2 監(jiān)控方法

線型監(jiān)測：連續(xù)梁橋每節(jié)主梁的平面和立面可以通過嵌入的中間桿來觀測，每段箱梁節(jié)段可分為三個(gè)階段，在掛籃前移后（混凝土澆筑前）、澆筑混凝土后和張拉預(yù)應(yīng)力后，均需觀測既有箱梁上的監(jiān)測點(diǎn)，從而達(dá)到確定懸臂梁下一階段的立面標(biāo)高，以使施工狀態(tài)盡可能接近設(shè)計(jì)狀態(tài)目的。每個(gè)梁段在大小里程處各布設(shè)6個(gè)高程觀測點(diǎn)，每個(gè)梁段有12個(gè)高程觀測點(diǎn)，采用高精度電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測,測點(diǎn)布置如圖3所示。

圖3

3 監(jiān)測結(jié)果分析

本文主要分析2018年09月20日～2019年09月10日掛籃懸臂梁施工期間及合攏后的線性監(jiān)測數(shù)據(jù)，現(xiàn)對(duì)于懸臂段1#～15#數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?，F(xiàn)已將各梁段在澆筑后、張拉后兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于澆筑前的平均沉降數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢ㄒ姳?）. 由圖5及表3可知，在以15號(hào)墩為中心對(duì)稱的情況下，掛籃逐步往兩側(cè)推進(jìn)時(shí)，其1#至15#混凝土澆筑后對(duì)比澆筑前的累計(jì)平均沉降量隨著掛籃的延展而逐步增大，而預(yù)應(yīng)力張拉后監(jiān)測點(diǎn)標(biāo)高會(huì)略有抬起。建議往后需減小彈性變形量，從而達(dá)到更好的控制掛籃變形，增加掛籃施工的安全性和可控性。

在2019年9月10日掛籃橋面合攏后，我方對(duì)全橋高程進(jìn)行了通測，通測結(jié)果如下。由表4可知，全橋大小里程的實(shí)測標(biāo)高均處于控制標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高之內(nèi)，全橋?qū)崪y標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高相差在±3cm以內(nèi)，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，全橋線形與設(shè)計(jì)線型整體吻合較好。

表1

圖4

表2 合攏后全橋通測數(shù)據(jù)表

4 結(jié)語

（1）我方通過監(jiān)控量測分析可了解掛籃施工過程中各項(xiàng)結(jié)構(gòu)性能，降低安全事故發(fā)生率，為判斷前步施工是否符合預(yù)期要求、優(yōu)化和確定下一步施工工藝及參數(shù)提供了依據(jù)。合攏后我方亦比對(duì)了各施工階段完成后絕對(duì)高程與理論高程，發(fā)現(xiàn)各工況下兩者線形吻合較好，各階段施工誤差和合攏誤差均控制在允許范圍之內(nèi)，基本達(dá)到了預(yù)期的效果，滿足橋面平順性的要求。

（2）本文的數(shù)據(jù)分析是以各懸掛段施工節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)為對(duì)象進(jìn)行了分析，但僅選取了沉降數(shù)據(jù)；建議往后的研究中選取多個(gè)樣本，將主梁應(yīng)力，結(jié)構(gòu)計(jì)算方法，橋墩應(yīng)力，懸掛段位移多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?qū)崟r(shí)比對(duì)分析。