跨鐵路轉(zhuǎn)體橋施工階段梁體應(yīng)力及變形監(jiān)測(cè)研究

劉輝

【摘 要】論文針對(duì)跨鐵路轉(zhuǎn)體橋施工階段梁體應(yīng)力及變形監(jiān)測(cè)的研究，以襄陽(yáng)市襄陽(yáng)東站連接線改建工程跨越漢丹鐵路轉(zhuǎn)體橋?yàn)槔?，通過對(duì)其工程設(shè)計(jì)施工方案的分析，提出相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方案，并針對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果展開論述。希望論文的研究，能為提升我國(guó)跨鐵路轉(zhuǎn)體橋的施工水平提供參考性建議。

【Abstract】The study on stress and deformation monitoring of girder body in construction stage of cross railway transition bridge， paper taking the crossing HanDan railway transition bridge in Este Xiangyang Railway Station Connecting Line Reconstruction Project as an example， through analyzes the construction design scheme of this project， puts forward corresponding monitoring scheme， and discusses the monitoring results. It is hoped that the research of this paper can provide reference for improving the construction level of trans railway swivel bridge in China.

【關(guān)鍵詞】跨鐵路；轉(zhuǎn)體橋；梁體應(yīng)力；變形監(jiān)測(cè)

【Keywords】cross-rail； transit bridges； stress of beam body； deformation monitoring

【中圖分類號(hào)】U24 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）09-0145-02

1 引言

在T構(gòu)轉(zhuǎn)體施工中，梁體應(yīng)力及變形隨著施工階段的進(jìn)展而變化，通過施工監(jiān)測(cè)，掌握混凝土澆筑、張拉預(yù)應(yīng)力鋼束、支架拆除、轉(zhuǎn)體前后等不同施工階段梁體的應(yīng)力及變形，及時(shí)進(jìn)行施工措施調(diào)整，以確保梁體的穩(wěn)定性及施工安全。因此，加強(qiáng)跨鐵路轉(zhuǎn)體橋施工階段梁體應(yīng)力及變形監(jiān)測(cè)研究具有重要意義。

2 工程概況

襄陽(yáng)市是我國(guó)鄂豫陜毗鄰地區(qū)的經(jīng)濟(jì)中心，湖北省省域中心城市。漢丹、襄渝、焦柳三條鐵路在此交匯，老谷高速和麻竹高速橫穿整個(gè)地區(qū)，是國(guó)家7918高速公路網(wǎng)中福銀和二廣的交匯處[1] ，是中部地區(qū)交通和物流的樞紐，故襄陽(yáng)市素有“南船北馬，七省通衢”之稱。

襄陽(yáng)火車東站于2012年7月1日投入運(yùn)營(yíng)使用，日發(fā)送旅客5000人次。為適應(yīng)襄陽(yáng)火車東站的客運(yùn)能力，襄陽(yáng)市將襄陽(yáng)東站連接線改建工程納入到交通運(yùn)輸發(fā)展規(guī)劃中。項(xiàng)目路線全長(zhǎng)6.061km，在K0+452.185處與漢丹鐵路K305+560.255處相交，跨漢丹鐵路上部結(jié)構(gòu)采用（30+47+44）m T型剛構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，整幅橋全寬25.9m，采用轉(zhuǎn)體法施工，轉(zhuǎn)體長(zhǎng)度為（39+39）m，在漢丹鐵路南側(cè)現(xiàn)澆完成后順時(shí)針轉(zhuǎn)體91.6°就位，轉(zhuǎn)體重量6500t。

3 監(jiān)測(cè)方案

3.1 應(yīng)力監(jiān)測(cè)

跨越漢丹鐵路轉(zhuǎn)體橋施工中，梁體設(shè)置6個(gè)監(jiān)測(cè)截面，其監(jiān)測(cè)截面見圖1，并分別在不同截面位置處設(shè)置應(yīng)力傳感器，其中根部截面共埋設(shè)了8個(gè)測(cè)點(diǎn)，其余截面分別埋設(shè)了6個(gè)傳感器，見圖2。

3.2 線形監(jiān)測(cè)

在跨越漢丹鐵路轉(zhuǎn)體橋施工過程中，由于混凝土的自身重量、施工誤差、臨時(shí)載荷等因素，橋梁的兩側(cè)會(huì)發(fā)生一定程度的沉降，進(jìn)而導(dǎo)致梁體變形。因此，在對(duì)本橋梁進(jìn)行線性監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在主梁的支點(diǎn)位置，以及沿縱向方向向兩側(cè)劃分9個(gè)節(jié)段，每個(gè)節(jié)段之間的距離分別為：8m，18m，28m，39m。每個(gè)節(jié)段的前端，需要布置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量為27個(gè)[2]。另外，為了簡(jiǎn)化測(cè)量，橋梁頂板鋼筋施工完畢之后，應(yīng)當(dāng)用直徑為20mm的鋼筋垂直焊接在頂板頂層和底層鋼筋上，外露5cm左右，外露的部分應(yīng)當(dāng)焊接圓鋼球，圖上標(biāo)記線的顏色，斷面?zhèn)赛c(diǎn)位置見圖3。

4 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

4.1 梁體應(yīng)力

根據(jù)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)，觀察梁體截面的應(yīng)力變化狀況。以下是選取的各個(gè)截面最不利應(yīng)力測(cè)試值進(jìn)行分析，并重點(diǎn)分析了各施工階段前后的應(yīng)力值，進(jìn)而為具體的施工安全提供依據(jù)。

轉(zhuǎn)體不同截面在不同階段上側(cè)的應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

根據(jù)以上表格數(shù)據(jù)的分析，可得出結(jié)論如下：①在混凝土澆筑階段，截面上下側(cè)的應(yīng)力變化趨勢(shì)為緩慢增大；②在混凝土澆筑過程中，因鋼筋計(jì)埋設(shè)較淺，由自重引起的應(yīng)力較?。虎鄄鸪Ъ艿倪^程中，梁端自重對(duì)頂部產(chǎn)生的拉力與原應(yīng)力相互抵消，使壓應(yīng)力降低；④預(yù)應(yīng)力的張拉過程中，上側(cè)應(yīng)力緩慢增加，而下側(cè)應(yīng)力迅速增大，根部截面應(yīng)力減小到-0.64MPa，因此，預(yù)應(yīng)力張拉過程中的梁體應(yīng)力變化，是轉(zhuǎn)體橋工程施工應(yīng)當(dāng)注意的問題；⑤拆除支架后，兩端屬于懸臂狀態(tài)，根部截面壓應(yīng)力最小，而自重作用下，根部截面的上側(cè)會(huì)由于較小的彎矩而產(chǎn)生彎拉作用；⑥根部截面與下側(cè)無受拉抵消應(yīng)力情況，因此具有一定的安全性。

4.2 梁體線性

在T構(gòu)各施工階段監(jiān)測(cè)截面進(jìn)行沉降檢測(cè)后，可知主要沉降量發(fā)生在預(yù)應(yīng)力張拉之時(shí)。北側(cè)T構(gòu)東側(cè)最大沉降量為19.2cm，西側(cè)沉降量最大為23.0cm，東側(cè)比西側(cè)大約79.3%，其檢測(cè)的沉降值繪制圖見圖3、圖4。

根據(jù)T構(gòu)線性監(jiān)測(cè)圖可得出以下結(jié)論：①等高線越密集的位置，沉降速度越快。等高線越稀疏的位置，沉降速度越慢。距離梁中心越遠(yuǎn)的位置，沉降量越高。②T構(gòu)東側(cè)沉降量明顯低于西側(cè)，東側(cè)為0.192m，西側(cè)為0.231m。

4.3 對(duì)比分析

根據(jù)線形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，梁端沉降和應(yīng)力關(guān)系如下：①梁體西側(cè)應(yīng)力值略大于東側(cè)應(yīng)力，呈中心對(duì)稱；②根部截面的應(yīng)力與沉降量呈正相關(guān)，根部的彎矩與所受應(yīng)力呈正相關(guān)。

5 結(jié)論

在轉(zhuǎn)體T構(gòu)的施工中，任何施工階段都有可能使梁體的截面應(yīng)力發(fā)生變化。因此，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，應(yīng)當(dāng)隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本文以襄陽(yáng)市襄陽(yáng)東站連接線改建工程跨越漢丹鐵路轉(zhuǎn)體橋?yàn)槔?，?duì)跨鐵路轉(zhuǎn)體橋施工階段梁體應(yīng)力及變形監(jiān)測(cè)進(jìn)行研究，從應(yīng)力監(jiān)測(cè)以及線形監(jiān)測(cè)兩方面進(jìn)行分析，具體包括梁體應(yīng)力、梁體線性、對(duì)比分析等重要內(nèi)容。希望本文的研究，能為提升我國(guó)跨鐵路轉(zhuǎn)體橋的施工水平提供一份借鑒，進(jìn)而保證施工過程的安全性。

【參考文獻(xiàn)】

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【2】高杰.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋裂縫病害的加固方法分析[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017（02）：63-67.endprint