高速鐵路支架現(xiàn)澆梁施工線性控制技術(shù)

常永梅

(中鐵十二局集團第四工程有限公司，陜西西安 710021)

0 引言

近幾年來，隨著我國客運專線和高速鐵路項目的建設(shè)，大家可以看到主要是以橋梁為主，因此在線下施工中對現(xiàn)澆梁線性控制要求的標準越來越高，現(xiàn)澆梁的最終幾何尺寸形成要經(jīng)歷一個漫長而復雜的過程，而且在施工期間梁的結(jié)構(gòu)體系也將隨著施工階段的不同不斷變化，各種施工誤差、測量誤差、梁體徐變、沉降數(shù)據(jù)都在影響著現(xiàn)澆梁的線性數(shù)據(jù)，因此在施工過程中是很有必要對梁體的施工線性進行合理的、科學的探討，保證最后梁體幾何尺寸和空間位置與設(shè)計值相差最小。

1 工程概況

京滬高鐵淮河特大橋2139號墩～2263號墩(DK838+704.49～DK842+756.67)位于安徽省蚌埠市，長4.052 km，梁的結(jié)構(gòu)主要是以簡支梁為主，其跨度主要以32 m和24 m兩種布置形式，其中2207號～2258號墩位于曲線上，曲線半徑為10 000 m(左線)，曲線梁的布置形式主要是平分中失布置，設(shè)計橋梁總偏角8°00′06.6″，梁的最大偏移 E=10 mm，其余墩臺位于直線段。設(shè)計時速350 km/h雙線，線路上部結(jié)構(gòu)為CRTSⅡ無碴軌道板結(jié)構(gòu)形式，線間距5 m，梁頂面寬12.0m，梁底寬6.7m，橋面采用三列排水方式。

2 現(xiàn)澆梁線性控制

2.1 線性控制的目的

1)通過對支架現(xiàn)澆梁施工線性控制，不但每孔梁高程和空間位置滿足設(shè)計要求，而且整體線性符合設(shè)計要求，以確保整座橋梁滿足設(shè)計要求。2)通過對每孔梁的各種數(shù)據(jù)的測定，來計算同一種施工方法的線性變形參數(shù)，在施工中不斷進行修正，對于不能消除的，使其在施工中相互抵消。3)通過線性控制數(shù)據(jù)，來確定CRTSⅡ無碴軌道板的施工時間。

2.2 現(xiàn)澆梁線性控制依據(jù)

1)TB 10203-2002鐵路橋涵施工規(guī)范;2)TB 10002.3-2005鐵路橋涵鋼筋砼和預應力砼設(shè)計規(guī)范;3)鐵建設(shè)［2007］47號新建時速300～350公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定;4)《客運專線鐵路橋涵施工質(zhì)量驗收暫行標準》;5)現(xiàn)澆梁施工設(shè)計圖及相關(guān)資料。

2.3 線性控制思路

連續(xù)梁在施工完成后出現(xiàn)的施工誤差，除張拉預備預應力索外，基本沒有調(diào)整的余地，針對已有超限的平面誤差，只能通過在下一片梁澆筑時做出必要的調(diào)整，這樣就形成了空間兩片梁體的線性誤差，不但影響美觀，而且誤差過大將會影響受力。對于超出設(shè)計要求的高程誤差，只能通過梁體打磨工序使其滿足規(guī)范要求，大大的增加了施工經(jīng)費，且影響后續(xù)工作，所以要保證線性控制目標的實現(xiàn)，最根本的就是對立模后的預壓數(shù)據(jù)和立模標高做出盡可能的準確預測。因此我們通過對支架和模板的彈性變形和非彈性變形數(shù)據(jù)預壓前后的測定，在調(diào)整模板時進行預留，最終形成合理科學的線性控制數(shù)據(jù)，確保了梁面標高的準確性。

2.4 支架預壓

對于支架現(xiàn)澆梁施工，支架的變形和模板的各種變形對線性控制起著重要作用，每片梁支架預壓采用相鄰梁的受力情況進行相似預壓，各個部位的預壓重量和受力情況是否均勻很重要，所以我們對測點的布設(shè)和預壓沙袋的擺放進行了探討，最終結(jié)果除在每個支架的支點、1/4跨中、1/2跨中布設(shè)觀測點外，還在每個模板接頭、千斤頂位置進行了點位布設(shè)，預壓同時也要對支架基礎(chǔ)和支架的垂直度進行觀測，觀測點布置圖見圖1。

圖1 觀測點布置圖

觀測方法采用三角高程上橋的方法進行工作基點的標高引測，為了保證基礎(chǔ)和支架數(shù)據(jù)的準確性，要采用同一個工作基點對頂部和下部臨時工作基點的引測。臨時工作基點布置完成后，首先利用引測的臨時工作基點對模板支架和基礎(chǔ)進行無預壓荷載前的觀測，然后再按照分級荷載預壓進行同步變形觀測。待整體預壓荷載重量達到設(shè)計重量時，要放置7 d的均勻荷載變化期并同期進行觀測。當支架基礎(chǔ)和支架模板觀測點在3期觀測數(shù)據(jù)內(nèi)相互差值不大于2 mm時，認為沉降處于平穩(wěn)，可以進行卸載。最終卸載完成后對模板支架點位進行觀測，可以計算出非彈性變形和彈性變形值，當我們在進行底模調(diào)整時，就可以根據(jù)彈性變形數(shù)據(jù)進行預拱度設(shè)置。以2166號～2167號孔梁為例進行分析，各點的沉降量見表1，表2。

根據(jù)表1，表2的數(shù)據(jù)可得出彈性變形最大沉降量為5.70 cm，根據(jù)最大沉降量以及設(shè)計撓度值、張拉反拱值估算出預拱度的跨中拱度值?？紤]到牛腿以及模架自重產(chǎn)生的撓度值，以及設(shè)計給出的預應力上拱度10.2 mm～10.4 mm，理論計算殘余徐變拱度值6.5 mm～7.3 mm，選取反拱平均值為17.9mm，與模板彈性變形的最大沉降量的代數(shù)和求得跨中預拱值，數(shù)值為39.1mm。

2.5 平面高程控制

在平面控制上，我們主要有極坐標法、坐標法、自由設(shè)站(后方交會)等常用的幾種方法，根據(jù)以往經(jīng)驗，極坐標法和坐標法局限性很大，實際操作中經(jīng)常要設(shè)臨時轉(zhuǎn)點進行放樣，這樣就會給我們造成一定的測量誤差，使線路形成近似于直線的折線。為了避免以上誤差，采用徠卡1201+全站儀的自由設(shè)站方法進行測量放樣，它的優(yōu)點主要是:置鏡靈活方便、整體線性可靠、不會形成較大的折線誤差。它的缺點是:要求控制點相互點位之間精度高、幾何形狀嚴。針對這些情況，我們對線下控制點進行了加密，采用GPS和全站儀進行對比復測并復核，以保證線路整體的線性控制。平面控制示意圖見圖2。

表1 1號～14號沉降量 cm

表 2 1′號 ～14′號沉降量 cm

圖2 支架現(xiàn)澆梁線性控制平面控制示意圖

具體放樣方法:將儀器置于前一孔已經(jīng)施工完的梁面的中線位置精確后，依次對線下加密的控制點進行順時觀測，觀測完后儀器將顯示ΔX和ΔY(觀測點X，Y坐標測量中誤差)，當ΔX和ΔY在不大于5 mm以內(nèi)為合格，然后采用同樣方法逆時針方向觀測一次，當ΔX和ΔY在不大于5 mm以內(nèi)為合格，以兩次觀測數(shù)據(jù)的平均值作為最終觀測成果。所有工作點均按照上述方法進行觀測，觀測合格后作為最終測量數(shù)據(jù)。設(shè)好站后，打開儀器對中激光對儀器的置鏡點進行標示，目的是在進行下一孔梁的放樣時要對上一孔梁的置鏡點進行復核，這也是保證現(xiàn)澆梁整體線性控制的重點之一。在觀測前應對儀器溫度、氣壓進行相應測量，溫度誤差在1℃范圍內(nèi)，氣壓誤差在5 Pa范圍內(nèi)，并及時進行修正。儀器在測量前應自檢，進行橫軸、豎軸、i角、2c值修正。在觀測中每隔10 min要進行一次后視方向檢核，對于超限的要重新進行后視，并對已經(jīng)放好樣的點位進行復核。在支架現(xiàn)澆梁線性控制上首先要對支座安裝精確定位，在曲線上首先要考慮到支座中心的布設(shè)方法和曲線梁的偏移值E，然后進行底模中線和邊線校核。在進行底模中線調(diào)整時，按照先兩頭后中部的方法進行調(diào)整。當?shù)啄Ｖ芯€調(diào)整好后進行高程調(diào)整，在高程調(diào)整時，按照預壓后的預拱度標高=彈性變形值+設(shè)計高程進行調(diào)整-理論設(shè)計殘余徐變拱度值(設(shè)計已經(jīng)給出)計算，每間隔2 m進行一次左右標高調(diào)整，如24 m梁底模標高調(diào)整布點示意圖見圖3。

圖3 24 m梁底模標高調(diào)整布點示意圖

當實測標高和設(shè)計標高差值小于2 mm，并且與相鄰梁的錯臺小于4 mm時可以進行側(cè)模的安裝，側(cè)模平面和高程控制的方法同底模的控制方法。梁體鋼筋全部綁扎完成后，對梁的翼緣板的標高再次進行復核，如果標高超限要重新進行調(diào)整。為了驗證預壓時模板彈性數(shù)據(jù)的準確性，梁體混凝土澆筑過程中，采用與預壓相同的布點方法和觀測方法，對模板的變形再次進行復核?；炷翝仓瓿珊?，混凝土的自重將產(chǎn)生下?lián)?，會與預先設(shè)置的上拱值進行相互抵消，但預先設(shè)置的上拱和實際的下?lián)峡隙ú粫嗟龋晕覀儗炷翝仓瓿珊?初凝前)進行第三次的標高和平整度控制，對標高和平整度超限的進行修整。

2.6 沉降和徐變的控制

2.6.1 沉降觀測

在現(xiàn)澆梁施工過程中，橋墩基礎(chǔ)沉降將會影響梁的線性控制，所以在現(xiàn)澆梁混凝土施工前后要對橋的沉降進行觀測(見圖4)，以檢測橋梁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。對于沉降較小的(小于1 mm)且橋墩混凝土澆筑完成后迄于收斂狀態(tài)的，可以認定已處于穩(wěn)定。對于沉降較大且沉降不止的我們將停止下一孔梁的施工并分析沉降原因，待橋基礎(chǔ)穩(wěn)定后方可進行下一孔梁的施工。目前我工區(qū)橋梁基礎(chǔ)大部分為嵌巖樁基礎(chǔ)，現(xiàn)澆梁施工前后基本上沒有變化，所以可以驗證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性對梁的線性控制影響不大。

圖4 橋墩沉降

2.6.2 梁體徐變

支架現(xiàn)澆梁的徐變是一個漫長的變化過程，也是影響梁體線性的非常重要的一個控制要點，徐變不僅影響梁體的線性，對后期的CRTSⅡ板的施工也存在影響，所以對于梁體的張拉過程我們要嚴格控制，張拉后的梁體徐變值要按照《京滬高速鐵路線下工程沉降變形觀測及評估》的要求進行觀測、整理數(shù)據(jù)，并及時分析徐變超限值的原因。

3 結(jié)語

對于支架現(xiàn)澆梁的線性控制我們采用上述方法進行施工控制，不僅對每孔梁的線性得到了較好的控制，對橋梁的整體線性也得到很好的控制，但方法中的個別工序存在的不足還需要進一步研究探討，比如自由設(shè)站的精度控制、高程上橋的精度控制。因此我們?nèi)孕枰M一步對支架現(xiàn)澆梁線性控制進行研究分析，對支架現(xiàn)澆梁的線性控制有待改進，以更好的保證整座橋的線性，滿足列車行駛的時速要求及安全性。