齊富公路嫩江特大橋主橋施工高程控制

路 巍

(黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司)

1 工程概述

齊富公路嫩江大橋全橋長1 618.12 m;齊齊哈爾和富拉爾基兩側(cè)引橋分別采用6×30 m和32×30 m的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支轉(zhuǎn)連續(xù)箱梁;主橋采用三向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，其跨徑布置為41 m+6×65 m+41 m=472 m。

1.1 472 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁主橋概述

1.1.1 結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)

(1)主梁高度

主橋箱梁采用單箱單室斷面，主跨墩頂高度為4.0 m，跨中高度2.0 m，其間的梁高在縱橋向按二次拋物線變化，拋物線方程為Y=0.002 338×2+2.0。

(2)箱梁截面細(xì)部尺寸

箱梁全寬12.0 m，其中底板寬6.10 m，翼緣板長度為2.95 m;翼緣板厚度端部為0.18 m，根部為0.7 m，其間按直線變化。底板與腹板相交處設(shè)置0.35 m×0.35 m的承托。

箱梁的頂板厚度為0.28 m;腹板在跨中12 m范圍內(nèi)為0.50 m，向支點(diǎn)方向依次過渡為0.50 m、0.70 m;底板厚度在跨中為0.30 m，在墩頂根部為0.6 m，其間按2次拋物線變化。

兩幅箱梁在全幅中心線處現(xiàn)澆50 cm寬橋面板后連成整幅橋。

(3)節(jié)段劃分

每個(gè)T墩包括七種節(jié)段(0～6號(hào))，每節(jié)箱梁底按直線變化。箱梁懸澆長度為4～5 m，詳細(xì)的節(jié)段長度及重量見相關(guān)圖紙。合龍段長度中跨為3 m，邊跨為3 m，邊跨現(xiàn)澆段長度為6.78 m。

1.1.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

公路等級(jí):一級(jí)公路，設(shè)計(jì)行車速度80 km/h。

汽車荷載等級(jí):公路—I級(jí)。

橋梁橫向布置:主橋全寬24.5 m，雙向四車道，橫向布置為:0.5 m(防撞護(hù)欄)+23.5 m(行車道)+0.5 m(防撞護(hù)欄)。

設(shè)計(jì)洪水頻率:P=1/300。

通航標(biāo)準(zhǔn):Ⅳ級(jí)航道。

地震作用:地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)0.05 g。

橋面橫坡:行車道雙向2.0%(超高范圍內(nèi)除外)。

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期:100年。

設(shè)計(jì)安全等級(jí):一級(jí)。

環(huán)境類別:Ⅱ類。

1.2 主橋施工過程概述

根據(jù)嫩江大橋主橋施工圖設(shè)計(jì)，主橋上部結(jié)構(gòu)施工過程概略如下。

(1)首先完成基礎(chǔ)、承臺(tái)及墩柱的施工，在支架上現(xiàn)澆0#梁段，并且張拉相應(yīng)預(yù)應(yīng)力鋼束。

(2)在0#塊上墩身兩側(cè)對稱拼裝懸澆掛籃，進(jìn)行掛藍(lán)壓載測試后，對稱懸澆1#梁段混凝土，對稱張拉1#塊梁段內(nèi)相應(yīng)鋼束。

(3)掛籃前移，墩身兩側(cè)對稱懸澆2#梁段，對稱張拉2#梁段內(nèi)相應(yīng)預(yù)應(yīng)力鋼束。

(4)以此循環(huán)，直至完成最后一個(gè)懸臂澆筑梁段(即6#梁段)的施工。

(5)在6#、14#墩旁搭設(shè)現(xiàn)澆段支架并預(yù)壓，在支架上現(xiàn)澆直線段混凝土。

(6)拆除各跨梁端掛籃，并安裝合龍段吊架，并在各兩端進(jìn)行配重。

(7)在滿足合龍溫度和標(biāo)高時(shí)，進(jìn)行合龍段勁性骨架的合龍，并張拉相應(yīng)合龍段內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼束。

(8)安照由邊跨至中跨的合龍順序依次合龍邊跨、次邊跨、次中跨，最后為中跨。

(9)進(jìn)行橋面系(橋面欄桿、橋面鋪裝)施工。

1.3 主橋的主要施工特點(diǎn)

(1)連續(xù)梁不同于剛構(gòu)，在施工期間，連續(xù)梁主梁是通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線同中墩連接，形成剛性鉸;但實(shí)踐中均表明，該中連接方式，在大懸臂下仍可發(fā)生少量轉(zhuǎn)動(dòng);因此，在主梁懸澆施工期內(nèi)，應(yīng)對墩頂主梁的轉(zhuǎn)角進(jìn)行嚴(yán)格檢測。

(2)在上部結(jié)構(gòu)施工期內(nèi)，最多將會(huì)有7個(gè)中墩同時(shí)施工，16個(gè)掛籃同時(shí)進(jìn)行施工(該橋?yàn)樽笥曳蛛x式結(jié)構(gòu))，而每個(gè)掛籃都具有其各自的變形量;因此，該橋施工監(jiān)控中高程數(shù)據(jù)(梁端撓度和掛籃變形)的測量、傳遞及整理將是比常規(guī)三跨式連續(xù)梁懸臂施工監(jiān)控更為煩瑣的工作。

2 高程控制

高程控制是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工控制的主要內(nèi)容之一。

2.1 高程測點(diǎn)布置

需要在各個(gè)梁段端部設(shè)置高程觀測點(diǎn)。

在0#梁段的墩頂中心及梁端設(shè)置高程測點(diǎn)，在1#～6#梁段的梁端設(shè)置高程測點(diǎn)，在現(xiàn)澆段的梁段設(shè)置高程測點(diǎn)。

在梁段立模期間，在掛籃底板上共設(shè)三個(gè)高程測點(diǎn)，由道路中心線向兩側(cè)依次編號(hào)為1、2、3。

梁頂高程測點(diǎn)沿橫橋向布置成五個(gè)，由道路中心線向兩側(cè)依次編號(hào)為 1、2、3、4、5。

高程測點(diǎn)是由φ25～φ32的螺紋鋼筋做成，每個(gè)鋼筋段長度為13～18 cm，埋入混凝土內(nèi)8～13 cm，保證露出混凝土表面5～6 cm;切忌高程測點(diǎn)露出混凝土表面過長，以免在后續(xù)施工過程中發(fā)生彎折變形。

2.2 高程測量方法及步驟

在施工過程中，需要對每個(gè)施工階段下的已有高程測點(diǎn)進(jìn)行測量、記錄;在測量時(shí)要完整記錄測量時(shí)間和大氣溫度，并及時(shí)匯總于《高程測量匯總表》中。

以施工3#梁段為例，詳細(xì)說明懸澆過程中的高程測量。

(1)2#梁段施工完畢，掛籃前移就位，準(zhǔn)備施工3#梁段。

(2)根據(jù)施工控制指令，對3#梁段的掛籃底板高程進(jìn)行立模放樣，依次放樣并記錄底板1#、2#、3#測點(diǎn)高程;測量并記錄該中墩上3#梁段以前的各梁段的頂板高程(每個(gè)梁段均有5個(gè)測點(diǎn))。(在3#梁段鋼筋綁扎完畢后，混凝土澆注前應(yīng)再次復(fù)核底板高程測點(diǎn)高程)

(3)澆筑3#梁段混凝土，待養(yǎng)生完畢后、張拉預(yù)應(yīng)力前，測量3#梁段底板1、2、3#測點(diǎn)高程，頂板1～6#測點(diǎn)高程;記錄頂板各測點(diǎn)鋼筋露出混凝土表面長度——實(shí)測螺母系數(shù)h0，并計(jì)算螺母系數(shù)h:

h=該階段實(shí)測高程—(該階段實(shí)測底板高程平均值+該測點(diǎn)高程設(shè)置系數(shù))。

梁頂板實(shí)測高程=測點(diǎn)實(shí)測高程—該測點(diǎn)相應(yīng)的螺母系數(shù)。

在該施工階段內(nèi)需要測量并記錄該中墩上3#梁段以前的各梁段的頂板高程(每個(gè)梁段均有5各測點(diǎn))。

(4)3#梁段張拉預(yù)應(yīng)力完畢后，測量3#梁段底板1#、2#、3#測點(diǎn)高程，頂板1#～6#測點(diǎn)高程;測量并記錄該中墩上3#梁段以前的各梁段的頂板高程(每個(gè)梁段均有5各測點(diǎn))。

(5)3#梁段施工完畢，掛籃前移、準(zhǔn)備施工4#梁段。

嚴(yán)格按照上述測量方法及步驟，對主梁在懸澆過程中的高程進(jìn)行檢測，直至在懸澆施工完畢。

對于懸澆施工完畢后的各后續(xù)施工階段，只需對該施工階段結(jié)束后的主梁頂板高程進(jìn)行詳細(xì)測量，同樣記錄時(shí)間、溫度，并及時(shí)匯總于《高程測量匯總表》，直至橋面二期鋪裝前工況。

2.3 高程控制要點(diǎn)

(1)各懸澆梁段立模前，應(yīng)首先核對已完成最大梁段前段高程值(例如:準(zhǔn)備施工5#梁段，則需要核對4#梁段的高程值)，若該高程值的實(shí)測值和理論計(jì)算值偏差較大，則應(yīng)立即停止立模，分析問題，找出原因，然后方能合理立模。

(2)各立模標(biāo)高均為理想溫度下高程，未計(jì)入溫度偏差影響;因此，在實(shí)際立模過程中，在使用絕對高程進(jìn)行立模的同時(shí)，應(yīng)該兼顧梁段間的高差;必要時(shí)可采用梁段的相對高差立模。

(3)及時(shí)比對主梁在各施工階段下的實(shí)測高程和理論計(jì)算高程，當(dāng)出現(xiàn)較大偏差時(shí)，應(yīng)該及時(shí)分析，找出原因，迅速調(diào)整，合理指導(dǎo)后續(xù)施工。

(4)在進(jìn)行螺母系數(shù)計(jì)算時(shí)，應(yīng)該確保實(shí)測螺母系數(shù)h0與計(jì)算螺母系數(shù)h的偏差不能大于±1.5 cm，若偏差超出此范圍，應(yīng)考慮模板變形不一致的影響(側(cè)模與底模、內(nèi)模與底模)，在后續(xù)階段及時(shí)調(diào)整。

總之，高程檢測是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工控制的主要工作內(nèi)容之一，也是重點(diǎn)工作和關(guān)鍵工作之一。由于高程數(shù)據(jù)直接參與結(jié)構(gòu)的預(yù)測與分析，它不僅是進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)預(yù)測的主要參數(shù)，更是進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別的主要基礎(chǔ);因此，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工控制過程中，必須認(rèn)真做好高程測量工作。

高程數(shù)據(jù)測量準(zhǔn)確、真實(shí)。

高程數(shù)據(jù)處理正確、及時(shí)。

后續(xù)高程數(shù)據(jù)調(diào)整合理、可控。