柴樹森

(中鐵十二局集團(tuán)四公司，陜西 西安 710021)

最近幾年，鐵路公路建設(shè)迅猛發(fā)展，交通發(fā)達(dá)、路網(wǎng)密布，加上大小江河水系等的通航環(huán)保需要，形成了各種形式的新建線路和既有線路水系之間的上跨下穿要求。上跨的解決方案多是采用跨徑比較大的連續(xù)梁橋。連續(xù)梁施工方案有掛籃懸臂，預(yù)制頂推、膺架和滿堂支架等形式。由于膺架施工成本低，對地形要求低等優(yōu)點，因而在連續(xù)梁施工中得到了經(jīng)常使用。在膺架施工中，由于該方法采用螺旋鋼管柱排架做豎向支撐，上覆貝雷梁，承載重量大，支撐點少，因此需對地基做條形基礎(chǔ)加強處理。另一方面就是對鋼管柱進(jìn)行施工過程中的變形監(jiān)測。在連續(xù)梁的施工規(guī)范中都有預(yù)壓監(jiān)測這項內(nèi)容，預(yù)壓也可以檢測支架的安全穩(wěn)定性，這部分觀測變形量中更多的反映了梁底模和翼緣板底模的彈性及非彈性變形量。施工現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)壓也主要是為了獲取這兩項數(shù)據(jù)來進(jìn)行梁底模標(biāo)高控制。預(yù)壓觀測點受施工干擾多，不利于預(yù)壓觀測。而對管柱觀測不受施工干擾，能對支架進(jìn)行連續(xù)不間斷的監(jiān)測，及時反映支架的變形量大小，對支架的穩(wěn)定性進(jìn)行實時預(yù)報。在以前報道的連續(xù)梁支架垮塌造成的重大事故中，都是由于施工中膺架變形過大導(dǎo)致失穩(wěn)引起的。在我們項目部的膺架連續(xù)梁施工中，依據(jù)連續(xù)梁分段澆筑整體張拉的特點，我們除了按規(guī)范進(jìn)行預(yù)壓觀測外，為了掌握施工荷載對鋼管立柱產(chǎn)生的變形情況，又對鋼管柱進(jìn)行了變形監(jiān)測。下面就對膺架施工中鋼管柱變形監(jiān)測的方法進(jìn)行闡述。

1 點位設(shè)置

1)安設(shè)全站儀的工作基點離開膺架側(cè)面距離為10 m～20 m，根據(jù)連續(xù)梁長度及管柱排數(shù)設(shè)置2個～3個測站點，定向點距離測站點的距離為測站點到監(jiān)測點距離的2倍～3倍即可，根據(jù)地形條件也可適當(dāng)延長，但要求通視良好。

2)變形監(jiān)測點設(shè)置在各跨的跨中排的鋼管柱上，對連續(xù)梁中跨跨中有多排鋼管柱，則逐一布設(shè)監(jiān)測點。根據(jù)荷載均布特性和管柱受力分析，最大變形應(yīng)發(fā)生在跨中的管柱上，我們現(xiàn)場只在A，B，C，D四排跨中管柱上設(shè)置監(jiān)測點，與橋墩緊鄰的管柱抗變形能力大，受力相對較小，我們沒有對其進(jìn)行變形監(jiān)測(見圖1)。變形監(jiān)測點統(tǒng)一設(shè)置在管柱頂部下方20 cm處，位于管柱的同一側(cè)，利于觀測(見圖2)。觀測點設(shè)置測距片，利用全站儀的免棱鏡測距功能進(jìn)行觀測。

2 觀測方法

測站點和定向點按小三角形進(jìn)行觀測平差，來保證測站點之間的相對精度，以使整個連續(xù)梁段支架的變形數(shù)據(jù)具有整體的一致性(見圖3)。

圖1 支架布置示意圖

圖2 觀測點布置示意圖

圖3 測站點及定向點布置示意圖

在工作基點OA(或OB)安設(shè)全站儀，后視定向點定向BP。定向采用有棱鏡測距定向，對定向點進(jìn)行距離反測，對校核點OB(或OA)進(jìn)行反測，進(jìn)行測前校核。定向完畢，打開全站儀免棱鏡測距功能，逐一對管柱上變形點進(jìn)行觀測，數(shù)據(jù)記錄見表1。

表1 變形觀測三維坐標(biāo)表

3 觀測頻次

在管柱豎好后，進(jìn)行首次觀測，作為初始值。鋪設(shè)貝雷片后進(jìn)行第一次變形觀測，預(yù)壓期間管柱變形觀測頻次和梁底模預(yù)壓變形觀測相同，在混凝土澆筑過程中按0%，60%，100%三種荷載工況進(jìn)行觀測。在縱向整體張拉后進(jìn)行一次變形監(jiān)測，在各階段混凝土澆筑施工過程中進(jìn)行分段監(jiān)測，在合龍段施工前后進(jìn)行兩次對應(yīng)管柱的整體觀測。在全連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換前后進(jìn)行兩次全聯(lián)管柱的整體觀測。在貝雷梁拆除后再對管柱進(jìn)行最后一次觀測。通過在混凝土施工過程中不間斷的觀察支架的變形情況，對發(fā)現(xiàn)有變形的可以在變形初期及時采取相應(yīng)措施補救。

圖4 監(jiān)測點三維變形曲線圖

4 數(shù)據(jù)處理

將采集到的平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為以連續(xù)梁橋中線為縱軸線，垂直于中線為橫軸的相對坐標(biāo)系中。在相對坐標(biāo)系中計算各點的順橋向和橫橋向以及高程三個方向的位移變化量。針對每個點的每項變形量繪制位移變化圖。位移變化圖以變化量為縱軸，以觀測次數(shù)等間隔繪制在橫軸上，從變形曲線上可以直觀變形變化情況。逐排逐點進(jìn)行分析，監(jiān)測點變形曲線見圖4。

5 結(jié)語

由于將變形觀測點設(shè)置于連續(xù)梁底模下面的管柱頂端，不受制梁施工干擾，可以從平面和高程兩方面測量變形連續(xù)獲取觀測數(shù)據(jù)，從支架的順橋向、橫橋向以及高程三方面對支架的變形進(jìn)行監(jiān)測和變形趨勢分析，便于對支架的變形原因分析和采取及時有效的變形處理措施。而加載預(yù)壓只反映了底模標(biāo)高的彈性和非彈性變形量，用于調(diào)整和控制連續(xù)梁的底板底面標(biāo)高，監(jiān)測過程受施工因素干擾多，對支架的穩(wěn)定性也更多是結(jié)果性的檢查。從現(xiàn)場變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析來看，管柱豎向變形量較小為5 mm，順橋向和橫橋向變形較大為10 mm，是施工引起膺架變形的主要方面。因此，在膺架施工中，應(yīng)加強管柱的縱橫向連接，增強管柱的整體性，限制管柱的縱橫向變形幅度，保證膺架的施工安全。

[1] TB 10101－2009，新建鐵路工程測量規(guī)范[S].

[2] 鐵建設(shè)[2010]241號，高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S].

[3] TB 10752－2010，高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] 李習(xí)文.跨鐵路現(xiàn)澆箱梁膺架法施工技術(shù)[J].山西建筑，2010，36(4):322－323.