劉磊

【摘 要】以X大橋為施工背景，對其施工線形控制方案進行了分析，并對后續(xù)梁段標高預測進行了探討，最后施工線形控制的結(jié)果進行了分析，得出橋梁基本上達到了設計的線形。

【關(guān)鍵詞】連續(xù)剛構(gòu)橋；監(jiān)測；位移控制

X大橋主跨較大，為保證施工安全可靠，施工時進行線形控制和應力監(jiān)測就顯得尤為重要。大橋施工監(jiān)控中線形和標高監(jiān)測的主要目的是為保證主梁懸臂和合攏的順利實施、全橋結(jié)構(gòu)的安全以及獲取巳形成的結(jié)構(gòu)實際幾何形態(tài)，它對施工控制、預報非常關(guān)鍵。

1、工程概況

X大橋為雙幅三跨連續(xù)V墩剛構(gòu)：跨徑組合80+130+80=290m，單幅橋?qū)?3.5m。主橋上部結(jié)構(gòu)主梁采用預應力混凝土結(jié)構(gòu)，箱梁為單箱雙室直腹板斷面，其中箱寬15.5m，兩側(cè)翼緣板懸臂寬4.0m（含防撞墻外包0.10m）。箱梁根部梁高6.0m，跨中梁高3.0m，邊跨端部設置牛腿擱置引橋與人行梯道，局部梁高3.7m，箱梁梁高變化采用2次拋物線，箱梁0#塊至12#梁段腹板厚度直線變化，40cm～85cm；箱梁底板厚度變化采用2次拋物線，由箱梁根部80cm漸變到跨中30cm；箱梁頂板厚均采用28cm。箱梁橫坡由腹板高度調(diào)整，底板保持水平，頂板橫向設置2%的橫坡。

2、施工線形控制方案

2.1測試方法

X大橋施工控制的幾何形態(tài)監(jiān)測主要儀器采用包括測距儀、精密水準儀、精密經(jīng)緯儀、全站儀，各測試儀器精度如下：

測距儀：測距精度為lcm。

精密水準儀：每公里往返測高差中數(shù)標準偏差為±0.5mm。

精密經(jīng)緯儀：測角精度為 2"。

全站儀：測距精度為 （2mm+2ppm），測角精度為±2"。

2.2監(jiān)測方案

主梁撓度觀測資料是控制成橋線形最主要的依據(jù)。本次施工監(jiān)控中，在每個施工塊件上布置3個對稱高程觀測點，這樣不僅可以測量箱梁的撓度，同時可以觀測箱梁是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。主梁結(jié)構(gòu)線形監(jiān)測主要包括以下三個工況：

①掛籃前移并立模前后；

②節(jié)段混凝土澆筑完畢；

③節(jié)段預應力鋼筋張拉完畢。

為了盡量減少溫度對觀測的影響，觀測時間統(tǒng)一安排在早晨太陽出來以前。高程控制點布置在離混凝土節(jié)段前端10cm處，在垂直方向設置 16鋼筋，并將其與頂板的上下層鋼筋焊接牢固。鋼筋露出箱梁混凝土表面5cm，同時需磨平測頭并標以紅油漆。每個節(jié)段各設3個測點，分別對稱布置在懸臂板與承托的交接點以及橫截面的中心點處。

3、后續(xù)梁段標高預測

在主梁的澆筑過程中，節(jié)段混凝土立模標高的合理確定，是關(guān)系到主梁線形是否平順、是否符合設計的一個重要問題。若在立模標高確定時綜合考慮各方面的因素，結(jié)合實際，嚴格控制，則最終橋面線形與設計偏離不大；如果考慮的因素不夠全面，與實際偏差較大，控制不力，則最終橋面線形會大大偏離設計線形。眾所周知，立模標高與設計的橋梁成橋后的標高并不等同，需要設置一定的預拱度，以抵消施工中由于恒載、施工荷載等產(chǎn)生的各種變形。其計算公式如下：

（1）

式中： -- 節(jié)段立模標高（段上某確定位置）；節(jié)段設計標高； --由各梁段自重在 節(jié)段產(chǎn)生的撓度總和； --由張拉各節(jié)段預應力在 節(jié)段產(chǎn)生的撓度總和； --混凝土收縮、徐變在 節(jié)段引起的撓度； --施工臨時荷載在/節(jié)段引起的撓度； --使用荷載在 節(jié)段引起的撓度； --支架的變形值。

4、施工線形控制的結(jié)果分析

4.1梁段位移變化分析

此處以PZS46#墩為例來說明，選取幾個施工階段給出5#塊梁段的前端截面撓度對比，以頂板3個測點的平均值作為主梁軸線處的撓度變化量，并與理論值進行對比，方向以向上為正，向下為負，單位為mm，具體結(jié)果見表1。同時，其實測值與理論值的撓度歲施工階段變化過程列于圖1所示。

從表1中可以看出，隨著施工階段的前進梁體前端截面的位移處于波動中，澆筑完混凝土后梁端整體下?lián)希缓笤陬A應力筋張拉后，梁端又會出現(xiàn)抬升現(xiàn)象，如此反復直到合攏。張拉預應力筋產(chǎn)生的上撓效應，也隨著施工的推進逐漸變小。這主要是因為隨著梁段的延伸，每一段張拉的預應力筋變得越來越少，懸臂越伸越長，施工積累的變形也越來越大，導致預應力效應也越來小。相應的，梁段的下?lián)铣潭纫苍絹碓酱蟆脑撔﹫D表中還可以發(fā)現(xiàn)，每一梁段撓度變化趨勢，理論與實測位移變化趨勢基本一致，但是數(shù)值上還是存在著較大的誤差，只有當前階段的位移變化理論值與實測值較為一致，最大的理論與實測值誤差只有1.1mm，處于正常范圍內(nèi)。而當后續(xù)梁段施工時，當前梁段的位移變化理論值與實測值之間的偏差逐漸增大，最大的誤差巳經(jīng)達到了 4.1mm。此外，可以看出，理論值普遍要比實測值大，理論值一般在3～5mm之間，而實測值，除去初始截面，一般在4mm之內(nèi)。兩者的誤差產(chǎn)生的原因，主要可能是由于模型模擬、荷載情況等與實際工程有所偏差，荷載情況等受施工中施工荷載等因素影響較大，以及人員與儀器操作中出現(xiàn)的一些誤差所導致。

4.2標高預測與結(jié)果

對后續(xù)梁段標高進行預測，選取一些結(jié)果表2所示。

通過現(xiàn)場結(jié)果的監(jiān)測反饋，依據(jù)文中的標高預測法進行下一節(jié)梁段底板支模高度的預測，隨時調(diào)整控制，以保證施工質(zhì)量。

5、結(jié)束語

對于線形監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)，雖然由于模型仿真方面以及實際施工荷載等因素的影響，導致理論與實測值有一定的偏差。但是通過不斷的反饋調(diào)節(jié)，預測下一節(jié)段的標高進行施工控制，從結(jié)果可以看出位移監(jiān)測控制還是取得了很好的效果，橋梁基本上達到了設計的線形。