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    西長鳳高速涇河連續(xù)(剛構(gòu))梁橋線形監(jiān)測

    2015-12-06 06:30:36任慶國
    關(guān)鍵詞:梁底合龍掛籃

    任慶國

    (陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 渭南714000)

    1 工程概況

    涇河特大橋位于涇川縣窯店鄉(xiāng)練范村川里組與寧縣長慶橋鎮(zhèn)長慶橋村之間的涇河上,橫跨長武塬、涇河河谷及董志塬邊緣,屬于大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋,全長1 726m,橋面高度約85m,其主橋跨度為:(87+5×162+87)m,跨越?jīng)芎又骱硬奂皵M建的西平鐵路長慶橋火車站,起點樁號K11+601,終點樁號K12+585,長984m,本文針對主橋線形監(jiān)測過程進行了詳細介紹。

    2 計算模型

    2.1 計算程序

    計算程序運用MIDAS/Civil 2010軟件。在進行計算時,用梁單元模擬主橋,各梁段離散為梁單元。按照施工情況及箱梁截面情況,全橋共劃分為278個梁單元,279個節(jié)點。具體劃分情況如下:每個0#段劃分為2個單元,每個懸臂澆筑段作為等長度的1個單元,合龍段均作為2個單元,邊跨現(xiàn)澆段劃分為1個單元。其中,節(jié)點編號按其X坐標遞增順序依次編號。輸入截面單元時,依據(jù)施工圖設(shè)計,輸入每個單元兩端的截面、梁段中間的截面即可利用程序的單元分割功能自動生成。計算模型圖如圖1所示。

    圖1 計算模型圖

    2.2 材料的定義

    見表1所示。

    表1 材料定義表

    2.3 荷載的考慮[1]

    預(yù)應(yīng)力及施工掛籃荷載(含模板及施工機具自重)是主要考慮的荷載。在箱梁澆筑段,掛籃荷載為集中荷載,作用在已澆筑梁段的前端節(jié)點之上,其大小是按施工現(xiàn)場的637.4kN考慮的,并沒有取設(shè)計值,計算程序不考慮掛籃自身的變形。

    根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼束的幾何形狀及空間位置來考慮預(yù)應(yīng)力荷載,并將預(yù)應(yīng)力鋼束的單元號和布置形狀輸入到計算程序中,全橋共輸入606束預(yù)應(yīng)力束。

    低松弛鋼絞線的松弛系數(shù)根據(jù)規(guī)范規(guī)定為0.3。孔道摩阻系數(shù)的初值按照設(shè)計取0.17,孔道偏差系數(shù)的初值依據(jù)設(shè)計圖紙取0.001 5。該工程的張拉控制應(yīng)力為1 302MPa(扣除錨口損失后),并采取兩端張拉的張拉方式進行張拉。

    3 主梁撓度測試截面及測點布置

    涇河特大橋主橋(87+5×162+87)m剛構(gòu)-連續(xù)梁主梁撓度監(jiān)測截面共計(單幅)266個,每個截面共設(shè)測點3個,撓度測點總計798個(單幅)??紤]到橋梁施工過程中撓度監(jiān)測的重要性,橋梁對稱施工過程中撓度均需要持續(xù)監(jiān)測,必要時增加主梁中線上的撓度測點。空間位置檢測控制截面及測點如圖2所示。

    圖2 空間位置監(jiān)測控制截面及測點

    4 線形監(jiān)測成果分析

    4.1 每階段測量工作的內(nèi)容

    每個橋梁施工階段需要完成的工作內(nèi)容如下[2-3]。

    4.1.1 掛籃定位

    按照監(jiān)控方所提供的橋梁立模標高定位掛籃底模的前端標高和頂板標高。這時需要設(shè)置以下測點,如圖3所示。

    圖3 每個階段測點布置的側(cè)立面圖

    掛籃定位需要測量以下內(nèi)容:

    1)測點2的標高,使其符合文件要求;

    2)頂板的立模標高等于底板的立模標高加梁高;

    3)已施工梁段的所有頂板鋼筋頭的測點標高;

    4)測點3標高,并計算測點3與測點2的標高差。

    4.1.2 澆筑混凝土

    澆筑梁塊混凝土?xí)r需完成的測量工作如下:

    1)澆筑前仔細檢查掛籃的定位標高,確保標高無誤后再開始澆筑梁塊混凝土;

    2)混凝土澆筑即將完成后,按照標高預(yù)告表提供的混凝土澆筑即將完成時的頂板頂面(不考慮排水坡的標高)進行重新定位頂板頂面標高,排水坡尺寸不變,在標高預(yù)告表給出的頂板頂面(不考慮排水坡的標高)基礎(chǔ)上重新定位排水坡。

    4.1.3 混凝土養(yǎng)護期間

    混凝土養(yǎng)護期間需完成以下測量內(nèi)容:

    1)測點1標高;

    2)為測量測點2標高,需要先測測點3的標高;

    3)頂板頂面(不考慮排水坡,最低點)混凝土表面標高。

    4.1.4 預(yù)應(yīng)力張拉后的測量內(nèi)容

    1)已施工完成梁段所有頂板的鋼筋頭測點(測點1)標高;

    2)測點3標高,目的是測量測點2標高。

    4.2 誤差控制標準[4-5]

    根據(jù)控制目標:橋梁各點的線形誤差均控制在2cm范圍之內(nèi),本橋的誤差控制標準為:

    1)掛籃的定位標高和預(yù)報標高的差值控制在1cm之內(nèi);

    2)預(yù)應(yīng)力束張拉完畢后,如果梁端的測點標高和預(yù)報標高的差值超過±1cm,需分析誤差產(chǎn)生的原因,及時確定調(diào)整措施;

    3)如有其他原因影響到梁體標高,其調(diào)整方案也應(yīng)及時分析研究,提出控制意見。

    4.3 合龍誤差分析

    以5#墩現(xiàn)澆段及6?!?#墩合龍段梁體的走向圖為例進行合龍誤差分析,如圖4~5,圖中:梁體實際走向=梁底階段實測標高-梁底設(shè)計標高;梁體理論走向=梁底階段理論標高-梁底設(shè)計標高。

    4.3.1 5#墩現(xiàn)澆段

    1)右幅。6#墩后21#塊實測梁底標高比理想梁底標高高出2.3cm,5#墩現(xiàn)澆段實測梁底標高比理論梁底標高高出3.85cm。理論的6#墩后21#塊與5#墩現(xiàn)澆段的標高差值為5.1cm,實測的6#墩后21#塊與5#墩現(xiàn)澆段的標高差值為6.65cm。故合龍精度為6.65-5.1=1.6cm,在允許范圍之內(nèi)。

    2)左幅。6#墩后21#塊實測梁底標高比理想梁底標高高出4.2cm,5#墩現(xiàn)澆段實測梁底標高比理論梁底標高高出2.8cm。理論的6#墩后21#塊與5#墩現(xiàn)澆段的標高差值為4.6cm,實測的6#墩后21#塊與5#墩現(xiàn)澆段的標高差值為3.2cm。故合龍精度為4.6-3.2=1.4cm,在允許范圍之內(nèi)。

    4.3.2 6#~7#墩合龍段

    1)右幅。6?!?#合龍施工時的梁體位移的變化如圖4~5。

    圖4 6?!?#墩合龍前合龍誤差變化

    圖5 6?!?#墩合龍前梁底標高變化

    6#墩大里程21#塊實測梁底標高比理想梁底標高高出3.83cm,7#墩小里程21#塊實測梁底標高比理論梁底標高高出3.1cm。理論的6#墩大里程21#塊與7#墩小里程21#塊的標高差值為4.6cm,實測的6#墩大里程21#塊與7#墩小里程21#塊的標高差值為3.33cm。故合龍精度為4.6-3.33=1.27cm,在允許范圍之內(nèi)。

    2)左幅。6?!?#合龍施工時的梁體位移變化如圖6~7。

    6#墩大里程21#塊實測梁底標高比理想梁底標高高出3.9cm,7#墩小里程21#塊實測梁底標高比理論梁底標高高出4.8cm。理論的6#墩大里程21#塊與7#墩小里程21#塊的標高差值為4.6cm,實測的6#墩大里程21#塊與7#墩小里程21#塊的標高差值為2.7cm。故合龍精度為4.6-2.7=1.9cm,在允許范圍之內(nèi)。

    4.3.3 合龍誤差匯總

    涇河特大橋主橋合龍階段合龍段兩端合龍誤差列于表2。

    圖6 6?!?#墩合龍前合龍誤差變化

    圖7 6?!?#墩合龍前梁底標高變化

    表2 合龍誤差匯總

    4.4 全橋合龍后梁體位移變化

    張拉完所有預(yù)應(yīng)力束后(未鋪橋面鋪裝層)的實際梁體與理論梁體位移變化對比圖如圖8~9。全橋合龍后梁體實際與理論位移的誤差如圖10~11。

    5 結(jié)語

    經(jīng)過精心的控制施工,涇河特大橋主橋按照預(yù)計的目標合龍,所有節(jié)點標高與設(shè)計線形的誤差均在2.0cm以內(nèi),所有合龍點的相對誤差均在2.0cm以內(nèi),滿足控制目標要求。

    圖8 全橋合龍后右幅實際梁底與理論梁底位移變化對比圖

    圖9 全橋合龍后左幅實際梁底與理論梁底位移變化對比圖

    圖10 右幅全橋合龍后位移誤差

    圖11 左幅全橋合龍后位移誤差

    合龍后換成了永久支座,在恒載作用下,永久支座可能發(fā)生一定的向下的位移或轉(zhuǎn)角,故梁體標高發(fā)生了一些變化,但根據(jù)合龍后梁體的走向可以看見,合龍后的梁體線形滿足要求。

    [1]常海亮.城際軌道大跨度連續(xù)梁橋線形監(jiān)控研究[J].蘭州工業(yè)高等??茖W(xué)校學(xué)報,2011,18(1):29-31.

    [2]田倩.某連續(xù)梁橋線形控制監(jiān)控量測方法[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2011,9:143-145.

    [3]張寶安.京滬高鐵滄德特大橋連續(xù)梁施工與監(jiān)控技術(shù)[D].北京:中國地質(zhì)大學(xué),2010.

    [4]盧明輝.矮塔斜拉橋施工控制研究[D].蘭州:蘭州交通大學(xué),2011

    [5]陳舜東.高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的施工控制及高墩的穩(wěn)定分析[D].成都:西南交通大學(xué),2008.

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