淺析大跨度連續(xù)梁線性監(jiān)控施工技術(shù)控制

陶葉平

[摘要]近年我國(guó)鐵路、公路工程發(fā)展迅速，隨著連續(xù)梁技術(shù)在其中的廣泛應(yīng)用，橋梁工程在建設(shè)項(xiàng)目過(guò)程逐漸變得更加可靠。本文結(jié)合連鹽鐵路跨沿海高速、蘇北灌溉總渠特大橋（73+2X128+73）m連續(xù)梁+（73+4X128+73）m連續(xù)粱說(shuō)明了線性監(jiān)控的目的和工作原理，闡述了線性監(jiān)控在橋梁工程中的應(yīng)用及實(shí)踐分析。

[關(guān)鍵詞]橋梁；線性監(jiān)控；控制

1工程概況

跨沿海高速、蘇北灌溉總渠特大橋位于鹽城市濱?？h境內(nèi)，起訖里程DKl67+273.735-DK179+870.975m，設(shè)計(jì)橋長(zhǎng)12593.24m。本橋受地形、地物限制或有特殊要求的連續(xù)梁采用懸臂澆筑施工。267#-27l#墩采用1聯(lián)（73+2×128+73）m連續(xù)梁；271#-277#墩采用1聯(lián)（73+4×128+73）m連續(xù)梁跨越調(diào)度河、淮河人海水道、排水渠、蘇北灌溉總渠及S328省道。連續(xù)梁0#塊順橋長(zhǎng)度均為12m，1#-18#塊段為懸臂施工節(jié)段，19#塊段為合龍段，20#塊段為邊跨現(xiàn)澆段。箱梁頂寬12.5m，底板寬7.0m，梁高按圓曲線變化為：高5.6m-9.6m；中跨支點(diǎn)處梁高9.6m，箱梁橫截面為單箱單室。

2線性控制的目的

采集現(xiàn)場(chǎng)影響懸臂灌注施工梁體變形的各種因素，模擬現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程，計(jì)算梁段立模數(shù)據(jù)，并與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，求出偏差系數(shù)，調(diào)整梁段預(yù)拱度值和立模標(biāo)高，確保成橋線形符合設(shè)計(jì)要求。保證合龍精度。

3線性監(jiān)控的工作原理和內(nèi)容

3.1線性監(jiān)控的原理

連續(xù)梁懸臂灌注施工每一個(gè)工況中梁段實(shí)測(cè)標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高的誤差產(chǎn)生原因主要有：①模擬計(jì)算參數(shù)的計(jì)算方式和取值，它們包含混凝土的彈性模量、材料容重、混凝土徐變、混凝土齡期參數(shù)與工程實(shí)際情況有一定差別；②實(shí)際測(cè)量的構(gòu)件幾何尺寸與設(shè)計(jì)尺寸的偏差；③預(yù)應(yīng)力荷載、結(jié)構(gòu)溫度、臨時(shí)荷載、施工荷載等影響。除了上述影響因素之外，還應(yīng)考慮施工溫度及臨時(shí)荷載的影響。根據(jù)實(shí)際施工參數(shù)和計(jì)算模型的對(duì)比和調(diào)整，由對(duì)比計(jì)算結(jié)果。用計(jì)算模型來(lái)指導(dǎo)后期的施工?；诰€形監(jiān)控影響的因素有多元性的特點(diǎn)，如要得到較為準(zhǔn)確的施工控制調(diào)節(jié)量，要根據(jù)實(shí)際的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與理論值的偏差得到需要的修正參數(shù)，然后利用修正后的參數(shù)重新計(jì)算每個(gè)控制調(diào)整量，下一施工循環(huán)使用新的控制調(diào)整量進(jìn)行控制。這樣再次對(duì)比結(jié)構(gòu)實(shí)際響應(yīng)與理論計(jì)算值，經(jīng)過(guò)各個(gè)工況的多次調(diào)整和靠近，使得計(jì)算模型與實(shí)際參數(shù)的結(jié)構(gòu)相一致，最終實(shí)現(xiàn)我們的控制目標(biāo)。整個(gè)線形控制過(guò)程就是一個(gè)計(jì)算→預(yù)報(bào)→監(jiān)測(cè)→對(duì)比→識(shí)別→修正→計(jì)算→預(yù)報(bào)的循環(huán)過(guò)程，每進(jìn)行一次循環(huán)，計(jì)算和預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性就得到一次提高。保證結(jié)構(gòu)的標(biāo)高與線形正確以及外形美觀。

3.2線性監(jiān)控包含內(nèi)容

線性監(jiān)控的內(nèi)容主要包括：①橋梁梁體撓度觀測(cè)和高程控制。②梁體軸線觀測(cè)及平面位置控制。③基礎(chǔ)沉降量觀測(cè)及橋墩彈性壓縮變形值觀測(cè)。④溫度變化的觀測(cè)。

4線性監(jiān)控的方法

4.1施工流程

前期的機(jī)構(gòu)分析計(jì)算→預(yù)告掛籃定位標(biāo)高→施工（綁扎鋼筋、澆筑、張拉）→測(cè)量（標(biāo)高、位移、溫度、截面尺寸、彈性模量）→誤差分析→修正參數(shù)→糾偏實(shí)施。

4.2監(jiān)控前的準(zhǔn)備

連續(xù)梁線性監(jiān)控實(shí)施前，一定要編制切實(shí)有效的實(shí)施方案，并且按照既定的方案實(shí)施，施工過(guò)程中不得輕易更改方案：即使因特殊情況需調(diào)整，也應(yīng)注意與已施工完成的節(jié)段的統(tǒng)一和閉合。另外應(yīng)對(duì)掛籃及托架進(jìn)行彈性和非彈性變形的觀測(cè)，通過(guò)計(jì)算得出掛籃及托架的變形值。

4.3觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)

0號(hào)塊梁頂面控制點(diǎn)為箱梁懸臂澆筑施工的標(biāo)高及橋梁中軸位置基準(zhǔn)控制點(diǎn)。該點(diǎn)埋設(shè)于0號(hào)塊橫向、縱向軸線的中心位置，并保證該點(diǎn)位的埋設(shè)質(zhì)量，注意在施工過(guò)程中的保護(hù)，不得損壞和覆蓋。從箱梁的第1號(hào)節(jié)塊開(kāi)始，在距離節(jié)塊前端15cm處（順橋向），沿橫向布置4個(gè)頂面標(biāo)高觀測(cè)測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)可采用預(yù)埋鋼筋或植筋的方式，觀測(cè)樁鋼筋的頂面須應(yīng)打磨成凸型加刻畫(huà)十字絲的結(jié)構(gòu)，頂端露出混凝土面2-3cm。觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)位置及編號(hào)如圖1所示。

掛籃主桁架前端變形測(cè)量的觀測(cè)點(diǎn)可直接設(shè)置在主桁架前端節(jié)點(diǎn)上，可采用繩尺輔助測(cè)量主桁架前端觀測(cè)點(diǎn)。

承臺(tái)沉降測(cè)點(diǎn)布置在承臺(tái)的對(duì)角。每個(gè)承臺(tái)4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)可采用預(yù)埋或植筋的形式設(shè)置，觀測(cè)點(diǎn)使用不小于Φ20鋼筋頭露出承臺(tái)頂2-3cm左右，頂端應(yīng)打磨成凸型結(jié)構(gòu)以便觀測(cè)。

4.4測(cè)量要求

對(duì)于每一個(gè)懸澆節(jié)塊應(yīng)進(jìn)行下列三種工況的標(biāo)高觀測(cè)：混凝土澆筑前（掛籃立模就位后）、混凝土澆筑后、預(yù)應(yīng)力鋼束張拉后。對(duì)于正在澆筑的梁段，掛籃立模就位后（混凝土澆筑前）需要測(cè)量3、4點(diǎn)高程以及掛籃前節(jié)點(diǎn)高程；澆筑混凝土后，需要測(cè)量3、4點(diǎn)和1-4點(diǎn)高程以及掛籃前節(jié)點(diǎn)高程。對(duì)于已經(jīng)施工完成的梁段，僅測(cè)量1-4點(diǎn)高程，因溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響較大，顧每次測(cè)量一般選在上午6-10時(shí)、下午16-18時(shí)溫度適中時(shí)施測(cè)。當(dāng)進(jìn)行標(biāo)高觀測(cè)的同時(shí)，還需對(duì)節(jié)塊中軸線位置進(jìn)行觀測(cè)。承臺(tái)基礎(chǔ)的沉降觀測(cè)，可根據(jù)施工的進(jìn)度情況，進(jìn)行周期性觀測(cè)，但最大觀測(cè)周期不能大于兩個(gè)節(jié)塊的施工周期。每個(gè)工況需要測(cè)量的截面為N，N-1，N-2，小于3個(gè)截面的，要全部測(cè)量。

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算分析和計(jì)算模型對(duì)比后，結(jié)合節(jié)塊重量、混凝土強(qiáng)度、掛籃變形值、標(biāo)高、溫度等因素，提出下一節(jié)塊的立模標(biāo)高值。

4.5合龍段觀測(cè)

合龍段是連續(xù)梁施工的重點(diǎn)，更是線形監(jiān)控的難點(diǎn)，應(yīng)高度重視合龍期間的觀測(cè)和控制。合龍段的觀測(cè)應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：①合龍前2個(gè)梁段的施工時(shí)，應(yīng)對(duì)待合龍的兩段梁體進(jìn)行聯(lián)測(cè)，以確保梁段懸臂施工的立模標(biāo)高。保證合龍精度。合龍段的高程觀測(cè)應(yīng)按五種工況進(jìn)行施測(cè)：安裝吊籃前、混凝土澆筑前、混凝土澆筑前后、部分預(yù)應(yīng)力張拉后、所有預(yù)應(yīng)力張拉后。②在現(xiàn)澆合龍段之前，應(yīng)對(duì)已完成節(jié)塊的連續(xù)梁體進(jìn)行施工溫度和環(huán)境溫度的變化值及相應(yīng)撓度變化情況進(jìn)行觀測(cè)：溫度變化的觀測(cè)頻率不大于4小時(shí)，最佳觀測(cè)時(shí)間為2：00，6：00，10：00，14：00，18：00，22：00。

除以上監(jiān)測(cè)情況以外還有兩種特殊工況需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)：0#塊臨時(shí)支架拆除時(shí)和橋面臨時(shí)荷載有較大變化時(shí)。

4.6溫度影響觀測(cè)

合龍前2個(gè)梁段節(jié)塊的混凝土養(yǎng)護(hù)期間，需測(cè)量一次溫度對(duì)懸臂端的變形影響，最佳觀測(cè)時(shí)間分別為6：00和14：00。

4.7軸線觀測(cè)及平面位置的控制

在梁體澆注的每個(gè)節(jié)段要設(shè)置一個(gè)中軸線的觀測(cè)點(diǎn)。每完成一個(gè)節(jié)塊的澆筑后，應(yīng)對(duì)已完成的所有節(jié)塊軸線位置進(jìn)行復(fù)核。另外在立模時(shí)，要精確把握模板前端4點(diǎn)的坐標(biāo)，保證模板定位完成后的準(zhǔn)確性。

4.8承臺(tái)基礎(chǔ)沉降觀測(cè)及橋墩彈性壓縮變形觀測(cè)

通過(guò)對(duì)承臺(tái)頂面設(shè)置的觀測(cè)點(diǎn)和0號(hào)塊頂部基準(zhǔn)點(diǎn)的觀測(cè)，作為對(duì)承臺(tái)基礎(chǔ)沉降和墩身壓縮變形值的來(lái)源。

4.9施工監(jiān)控目標(biāo)

箱梁梁段的精度要求：

箱梁底、頂板中線誤差：≤5mm；

箱梁頂面高程：±10mm；

箱梁底、頂板寬度誤差：±30mm；

箱梁高度誤差：+5mm，-10ram；

同跨對(duì)稱點(diǎn)高程差：±20mm；

合龍段的主要精度：

中線位置相對(duì)誤差：≤10mm；

高程相對(duì)誤差：≤10mm。

4.10立模標(biāo)高計(jì)算

立模預(yù)拱度值以向上為正。底模標(biāo)高通過(guò)下式給出：

H=H₀+f_s+f_m+f_g

式中：

H—梁體底板立模標(biāo)高：

H₀—梁體底面設(shè)計(jì)標(biāo)高，即設(shè)計(jì)成橋線形；

f_s—后續(xù)節(jié)段施工或體系轉(zhuǎn)換對(duì)本節(jié)段前端產(chǎn)生的撓度變形；

f_m—1/2活載預(yù)拱度：

f_g—掛籃自重及其自身變形產(chǎn)生的撓度，可以根據(jù)掛籃加載試驗(yàn)結(jié)果考慮其影響。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，連續(xù)梁線性監(jiān)控是保證連續(xù)梁施工合攏精度，提高施工質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)，在橋梁連續(xù)梁施工中發(fā)揮著重要作用。施工中要不斷的改善自身的施工技術(shù)，創(chuàng)新施工手段，運(yùn)用新的科技措施，結(jié)合橋梁施工中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，嚴(yán)把橋梁質(zhì)量關(guān)，推動(dòng)橋梁建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程，滿足公路、鐵路運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

[責(zé)任編輯：王偉平]