[摘 要]江蘇鹽通高速公路陳橋豎河大橋主橋為跨度90m的預應力砼連續(xù)梁橋。結合主橋施工監(jiān)控情況,介紹大跨徑連續(xù)梁橋懸臂施工過程中應力和撓度監(jiān)測、主梁中線監(jiān)測和控制,立模標高的確定與調整等。
[關鍵詞]連續(xù)梁橋 懸臂施工 監(jiān)測控制
中圖分類號:TQ361 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)05-0209-02
一、概述
江蘇鹽通高速公路陳橋豎河大橋全長2327.96m,其中主橋橫跨陳橋豎河主航道,位于半徑R1=2600m的平曲線和半徑R2=23993.02m的豎曲線上。主橋上部結構為三跨預應力砼連續(xù)箱梁,跨度為48.9+90+62m。箱梁采用單箱單室截面,頂寬16.25m,底寬8m,箱梁根部高度為4.8m,跨中梁高為2.4m,中間梁高按半立方拋物線變化。梁體采用三向預應力,縱向及橫向采用Φ15.24mm預應力鋼鉸線,豎向采用Φ32mm精軋螺紋粗鋼筋,預應力管道均采用鍍鋅金屬波紋管。
二、施工監(jiān)測控制的目的和必要性
施工控制的目的主要是在懸澆施工過程中,隨著懸澆梁段的增加,結構體系不斷變化,通過對關鍵部位和重要工序的嚴格監(jiān)控,準確給定和及時調整梁端立模標高和中線位置,優(yōu)化施工工藝,消除可能對結構安全和施工安全產(chǎn)生影響的不利因素,確保合龍精度,使成橋后的結構線型和內力滿足設計要求。
三、箱梁懸臂施工控制措施
a)施工前,由設計單位綜合考慮各種因素的影響,提供箱梁施工各階段計算撓度以及箱梁每節(jié)段施工設計標高,作為箱梁施工標高控制的基本資料。
H施=H設+∑f1+∑f2+f3+f4+∑f5
H施:箱梁施工設計標高。
H設:箱梁成橋后設計標高。
∑f1:本施工梁段和后續(xù)施工梁段自重產(chǎn)生的撓度總和。
∑f2:本施工梁段和后續(xù)施工梁段預應力張拉產(chǎn)生的撓度總和。
f3:掛籃自重及其彈性變形產(chǎn)生的撓度。
f4:由砼徐變、收縮、溫度、預應力松張、結構體系轉換等產(chǎn)生的撓度。
∑f5:由橋面鋪裝二期恒載和長期使用荷載而產(chǎn)生的撓度。
四、項目部成立箱梁懸澆施工監(jiān)控小組,對主橋箱梁懸澆施工期間梁段的應力、撓度變形及主梁中線變形進行監(jiān)控。
五、應力監(jiān)測
在懸澆過程中,隨著懸臂長度的不斷增加,懸臂根部受到的彎距不斷加大,。因此,需要及時監(jiān)測箱梁關鍵斷面的應力變化,掌握結構的受力狀態(tài),為評估結構安全和施工安全提供依據(jù)。應力測量部位每半幅橋設5處,箱梁根部1#號塊4處,跨中合龍段1處,如下圖Ⅰ。
鋼筋應變計沿橋軸線方向埋設,跨中、支點橫斷面上測點布置分別如圖Ⅱ、圖Ⅲ所示。另外,為了更好地描述主梁的受力狀態(tài),在1/8跨位置布置5個預埋鋼筋應變計,測量橫向預應力,其布置方向為垂直橋軸線方向,如圖Ⅳ。
六、撓度監(jiān)測
撓度監(jiān)測采用精密水準儀+因瓦水準尺的精密水準測量方法,通過埋設在0#塊上的基準點,定期觀測各梁段上的監(jiān)測點。主梁上各監(jiān)測點在不同工況下的標高變化,即代表該梁段在上述各種工況下的撓度變形。
1.基準點的埋設
基準點分別埋設在0#塊頂面的根部,此處橋面標高基本不受主梁施工及溫度的影響,可基本保證撓度變形監(jiān)測基準的穩(wěn)定性。但是隨著主墩所承受的懸臂荷載的不斷增大,主墩也會發(fā)生沉降變形,同時砼也存在收縮徐變,所以0#塊上的水準點也不是絕對穩(wěn)定的。為消除這種誤差,應經(jīng)常用兩岸河堤上的絕對基準點,對0#塊上的基準點進行復核。
2.觀測點的埋設
在每一梁段橫向布設兩個點,對稱布設在左右腹板頂部外側50cm處(如圖Ⅴ),以保證觀測點本身的穩(wěn)定性和最大限度地反映撓度變形,同時也不妨礙掛籃的前移。觀測點用直徑15mm,長度45cm的鋼筋加工制作而成,在澆筑砼前焊接在梁體鋼筋籠上,頂部露出砼面約5~10mm,觀測點埋設好應注意保護,布置施工場地時應注意避開。
3.觀測的水準路線形式
撓度監(jiān)測采用0#塊上的基準點為起閉點的閉合水準路線。中跨和邊跨主梁上的監(jiān)測點,可構成兩個獨立的閉合水準路線。通過計算檢核,進行閉合差處理和撓度計算分析。
4.觀測周期
采用三階段撓度觀測法,每一懸澆梁段施工可分為三個階段:即掛籃前移階段、澆筑砼階段和張拉預應力階段。以三個階段作為撓度觀測的周期,在掛籃前移就位后,澆注砼前、后,張拉預應力前、后,共觀測5次。這樣隨著箱梁節(jié)段的增加,越靠近0#塊的節(jié)段,其上的觀測點被觀測的次數(shù)就越多,其標高的變化,就代表了該點所在的梁段在不同施工階段的撓度變形全過程。
5.觀測時間
溫度變化對撓度觀測的影響是比較大的。白天氣溫上升,日照加強,箱梁頂面較梁底溫度高,箱外溫度較箱內高,從而使懸臂狀態(tài)下的箱梁有下?lián)献冃维F(xiàn)象,夜晚溫度下降,箱梁頂面散熱較快,溫度下降迅速,而箱梁內部由于空氣不流通,散熱較慢,溫度相對較高,從而使箱梁又有上撓變形現(xiàn)象,這種變化幅度會隨著懸澆節(jié)段的增加而增大。
為減小溫度對觀測結果的影響,撓度觀測應嚴格安排在清晨6:00-8:00時間段內進行,同時記錄空氣溫度和箱內溫度。因為在該時段內懸臂箱梁正好處于夜晚溫度降低,上撓變形停止和白天溫度上升,下?lián)献冃伍_始之前,是箱梁溫度與撓度變形相對穩(wěn)定階段,在該時段內觀測,可以最大限度地減小溫度對觀測結果的影響。
6.觀測精度
為了準確地監(jiān)測懸臂箱梁的撓度變形,并使外業(yè)觀測的工作量適中和易于達到設計的觀測精度,在撓度變形觀測中采用國家二等水準測量的精度等級和觀測方法進行施測,可以達到撓度變形監(jiān)測和指導施工的目的。
七、中線變形監(jiān)測
由于主橋位于半徑R1=2600m的平曲線和半徑R2=23993.03m的豎曲線上,還有箱梁三向預應力的張拉、風力和溫度等因素的影響,使得主梁中線變形監(jiān)測顯得尤為重要。
主梁中線變形監(jiān)測采用坐標法進行觀測,通過設置在中跨和邊跨上的中線點進行監(jiān)測,則不同觀測周期觀測所得到的坐標值與設計坐標值之差值,即為不同工況下的主梁中線的變形值。
主梁中線變形監(jiān)測的基準點,除使用兩岸的導線點外,在主墩0#塊箱梁頂部中心線上各布設一點。作為主梁中線變形監(jiān)測的監(jiān)測點,在每個已施工的梁段上各布設一個,具體位置為每個梁段前端斷面線處后退15cm的橋中心線處。施工時,在澆筑砼前預埋10cm×10cm×1.5cm的鋼板,并在鋼板上放樣出中點后沖眼作為監(jiān)測點。
中線變形監(jiān)測的周期,在每個梁段砼施工完成后和預應力張拉后,各觀測一次,這樣,愈靠近0#塊的梁段,其監(jiān)測點被監(jiān)測的次數(shù)愈多,該點坐標的變化,就代表該點所在梁段中線在后續(xù)梁段施工中的中線變形情況。
八、立模標高的確定與調整
1.立模標高的確定
立模標高即施工設計標高,它是施工前由設計單位提供的。(見前面)
2.立模標高的調整
立模標高的調整以既要保證主梁各節(jié)段絕對標高的精度,又要保證主梁線型的平順為原則。當本梁段完成后的前端標高出現(xiàn)偏差時,如果偏差值在±10mm以內,則下一節(jié)段的前端標高就不需要作調整,仍取為施工設計標高;如果偏差值超過±10mm,應在其后的兩個梁段內將其消除。處理方法是:將本梁段前端標高偏差值反號等分,平均分配到后面兩個梁段的立模標高中。
結束語
通過對主橋進行嚴格的施工監(jiān)控,順利的完成了主橋的懸臂澆筑施工,使梁體的施工誤差控制在設計文件和施工規(guī)范的規(guī)定范圍內。
參考文獻
[1] 公路橋涵施工技術規(guī)范(JTG/TF50-2011),中華人民共和國交通部.