預應力現澆連續梁橋的施工監控體系構建

楊 舟,王振亞

(江蘇省交通規劃設計院)

1 當前預應力現澆連續梁橋常見的施工方法

1.1 就地澆筑施工

就地澆筑施工是一種古老的施工方法,它是在支架上安裝模板、綁扎及安裝鋼筋骨架、預留孔道、并在現場澆筑混凝土與施加預應力的施工方法。由于施工需用大量的模板支架,一般僅在小跨徑橋或交通不便的邊遠地區采用。隨著橋梁結構型式的發展,出現了一些變寬的異型橋跨、彎橋等復雜的混凝土結構,又由于近年來臨時鋼構件和萬能桿件系統的大量應用,在其他施工方法都比較困難或經過比較施工方便、費用較低時,也有在中、大橋梁中采用就地澆筑的施工方法。

1.2 懸臂施工

懸臂施工法是在已建成的橋墩上,沿橋梁跨徑方向對稱逐段施工的方法。它不僅在施工期間不影響橋下通航或行車,同時密切配合設計和施工的要求,充分利用了預應力混凝土承受負彎矩能力強的特點,將跨中正彎矩轉移為支點負彎矩,提高了橋梁的跨越能力。采用懸臂施工時,結構的受力狀態呈T型剛構,邊跨合攏就位、更換支座后呈單懸臂梁,跨中合攏后呈連續梁的受力狀態。結構上的預應力配置必須與施工受力相一致。

1.3 逐孔施土

逐孔施工法從橋梁一端開始,采用一套施工設備或 1、2孔施工支架逐孔施工,周期循環,直到全部完成。它使施工單一標準化、工作周期化,并最大程度地減少了工費比例,降低了工程造價。逐孔施工的體系轉換有三種:由簡支梁狀態轉換為連續狀態,由懸臂梁轉換為連續梁以及由少跨連續梁逐孔伸延轉換為所要求的體系。在體系轉換中,不同的轉換途徑將得到不同的內力疊加過程,而最終的恒載內力將向著現澆連續梁橋按照全聯一次完成的恒載內力靠近。

1.4 頂推施工

頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺后設置預制場地,分節段預制梁,并用縱向預應力筋將預制節段與施工完成的梁體聯成整體,然后通過水平千斤頂施力,將梁體向前頂推出預制場地,然后繼續在預制場進行下一節段梁的預制,直至施工完成。頂推施工的施工要點:需固定預制場地,采用摩阻系數小的滑移裝置,要滿足施工受力要求。

2 北京某大橋預應力現澆連續梁橋的施工監控體系

2.1 北京某大橋主橋概況

北京東部某大橋主橋設計為 100m預應力載面懸澆連續梁,其跨經布置為 58m+6×100m,單箱單室箱形截面。箱梁中線處根部梁高 6m跨中梁高3.8m,箱梁頂板全寬18m,厚度0.8m,設有橫坡。底板寬度5m,厚度0.7m。翼板懸臂長5m,厚度由端部0.5變到根部0.6m。0號梁段采用支架澆注,其余梁段采用懸臂懸澆,兩岸邊跨現澆段采用搭設支架澆注。

2.2 橋梁施工監控

(1)位移監測

我們在每個懸臂澆筑梁段的前端頂面作為主梁標高控制測點,在斷面上布三個點,分別布置在梁段前端頂面的兩側和斷面中心處,距箱梁最前沿約 10cm的距離。達到強度前,該測點臨時布置在懸臂模板相應位置處,并在梁頂測點外預埋好測點標志,測定該測點標志與懸臂上臨時測點間的高差,待達到一定強度后,以后的測量就全部轉移至梁頂測點上。懸臂上的臨時測點也是確定立模標高的測點。施工測量作為施工控制觀測系統的組成部分應盡量減少誤差,使施工控制更有效。工程施工過程中主要采取的措施:一是布設好平面控制網和高程控制點,布設好梁段坐標、平面變位測量的網點和由橋址處永久性基點引至承臺、墩身和主梁的水準點。定期對控制點和水準點進行校核。二是采用先進的測量儀器。平面坐標以全站儀采用三維坐標法測量,標高采用精密水準儀進行測量。測量儀器注意保養,定期校準,保證測量的精度。

(2)線型監測

在開始懸臂施工之前,橋梁監控小組認真觀測了懸臂試壓情況,了解了施工懸臂的彈性變形和殘余變形情況;在開始懸臂施工這后,通過多次觀測澆注前后懸臂的變形情況,通過計算和考慮懸臂變形確定各個梁段的立橫標高。在對每一工況及時觀測的基礎上,認真分析了實測值和理論計算值的差別,通過系統的分析,及時對相關數據、參數作出調整。各個節段混凝土立模標高誤差基本上都控制在±5mm以內,這是主梁線型最終趨于設計值的有力保證。有部分底板中軸上的點超出了±5mm的誤差限值,主要是由于模板局部輕微變形所制,基本上不影響橋梁施工線型。

(3)撓度監測

控制原則:①局部線形控制要求,相鄰節段相對標高誤差不超過去時0.3%。②已澆梁段系統控制誤差:±5mm。③主梁質量控制要求:按施工規程要求對主梁橫截面尺寸的誤差嚴格控制。④其他:主梁軸線、橋面平整度等參數允許誤差按有關規范取用。在監測中,在各施工階段中,我們對每一截面進行懸臂立模、混凝土澆筑、預應力張拉的標高觀測,以便觀測各控制點的撓度及主梁曲線的變化歷程,以保證主梁懸臂端的合攏精度。主橋各梁段撓度實測值與理論值的比較以下表格。經過測試,懸臂澆筑誤差控制在±5mm以內,懸臂張拉大多數控制在±10mm以內,從而可認為撓度的監控工作是令人滿意的。

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