大跨度預應力混凝土連續箱梁線型控制施工監理工作探討

朱秀軍

(烏魯木齊鐵建工程咨詢有限公司，新疆烏魯木齊 830026)

京滬高速鐵路三標段內路網密集，涉及跨河、跨路、跨既有線施工連續梁較多，主要有(32+48+32)m，(40+56+40)m，(40+64+40)m，(48+80+48)m，(60+100+60)m等結構形式，特點是跨徑種類多，施工時間緊，任務重，環境復雜，影響因素多，施工難度大。

大跨度連續梁主要采取支架現澆和掛籃懸臂澆筑兩種施工方法。現場施工過程中對大跨度連續梁的線型控制最重要，好的線型控制才能保證高速鐵路軌道的平順性，滿足運營舒適性的要求，同時控制好橋梁線型，也能使橋梁獲得優美的外觀。

1 線型施工質量控制

1.1 審核施工方案

監理單位要特別重視現澆連續梁的技術方案評審，嚴格審核橋梁監測單位資質，每個連續箱梁開工前，要求施工單位組織有關專家對連續梁施工方案進行專項方案評審，重點對連續梁線型控制方案進行審核，評審不通過的方案不得開工。為了做好橋梁線型監控，提供安全預警，并根據檢測結果及時進行施工調整，確保線型符合設計要求，監理項目部要求施工單位對72 m以下的連續梁須委托進行線型監控技術咨詢，對跨度72 m及以上的連續梁等特殊結構，要求施工單位必須委托具有橋梁監測專業資質單位進行點對點的線型監控，以確保橋梁線型得到最佳控制。

1.2 支架施工的線型控制

現澆箱梁支架的地基處理、支架搭設、支架預壓、預拱度設置、混凝土澆注、預應力張拉工藝以及橋面混凝土標高、平整度控制等對箱梁的線型都有直接的關系，在施工中監理須做到重點控制。

1)地基處理

為了保證不因為地基的過大沉降影響箱梁的線型，在監理過程中要求所有支架法施工的現澆連續梁箱梁的地基都要進行嚴格處理。具體要求做到如下幾點:①嚴格監理程序，嚴把地基處理、支架施工方案的審批關。連續梁的地基處理方案和支架設計方案都要求經過有資質的設計單位精確計算確定，并通過專家評審，再進行審批確認，不能單憑經驗施工，盲目施工。②加大監理力度，要求現場監理嚴格督促施工單位按經過評審的方案進行地基處理，處理后的地基承載力要進行試驗驗證，滿足方案設計要求方可進行支架搭設。對于軟弱層較厚的地基，采用換填處理不能滿足承載力要求，采用PC樁、鋼管樁、灌注樁等方式處理。③強化過程監理控制，把好地基處理施工中每道質量關。在監理過程中重視基礎混凝土墊層澆注質量，督促施工單位根據地形在基礎范圍內設置匯水坡和排水溝，避免由于現澆梁施工周期較長，因雨水浸泡造成地基基礎下沉。

2)支架檢查驗收

支架的強度和剛度也是影響箱梁線型的重要因素，連續梁支架方案必須委托專業資質單位進行設計，并組織支架方案技術評審。監理進行支架檢查驗收，還應重點做好如下幾點:①加強現場監控，嚴格按支架設計圖施工。根據現場支架搭設實際情況，為了在混凝土施工中不出現過大的變形，建議適當增大支架安全系數，確保箱梁的線型。②加強支架搭設過程控制，監理工程師跟蹤支架搭設每個階段，首先認真進行鋼管質量驗收，不得使用不合格的鋼管;支架搭設時做好跟蹤檢查，認真核對支架立管數量，檢查立管間距，并核查支架立管與地基墊層或墊塊的密貼情況以及支架碗扣連接的緊固情況，要求合理布設支架加密橫桿和剪刀撐，增加支架的整體剛度。③嚴格進行支架檢查驗收，支架搭設完畢后，要求施工單位先自行驗收，然后報監理單位驗收，驗收通過后才能進行堆載預壓，驗收時，著重安全檢查，仔細核查支架立管連接質量和剪刀撐搭接情況，檢查支架整體剛度，對支架整體穩定性進行驗收。

3)支架預壓

由于各種地基和支架的非彈性變形和彈性變形很難通過計算確定，所以模板的預拱度就很難通過計算確定，通過支架的預壓消除支架非彈性變形，測出支架的彈性變形量，為模板設置預拱度提供數據。預壓監控時要做到以下幾點:①現場監理跟蹤做好預壓加載旁站工作，認真檢查分級加載重量，如采用砂袋堆載時，應先見證預壓測量每袋重量，然后檢查支架上堆載砂袋數量，計算實際堆載重量，檢查是否滿足支架設計荷載要求，確保堆載重量不小于箱梁自重的1.2倍，以驗證支架承載能力。②認真審核底板、腹板和翼緣板下的混凝土重量計算，要求施工單位對支架不同部位加以相應預壓荷載，使預壓的堆載與模擬混凝土施工時傳給支架的荷載情況相吻合。③預壓和卸載采用分級的方式，加載采用4級加載:0→25%→50%→100%→120%，卸載過程與加載相反［1-2］。每一級加/卸載荷載，要求測量監理工程師跟蹤預壓過程，并要求施工單位及時采集各測點的數據，繪制荷載—沉降曲線圖，通過分析該曲線圖，為模板立模和預拱度設置提供數據。④為了確保數據真實性、準確性，監理項目部要求測量監理工程師對每個特殊結構的加載預壓進行全過程的見證觀測，并按照規定頻次進行平行觀測。每級加載都要停頓，檢查支架情況，且沉降觀測數據無大的明顯變化時，方可進行下一級加載，直至設計荷載。加至設計荷載后進行連續觀測，直至連續3 d，每天變形量不超過2 mm，即判斷為沉降基本穩定［3-4］。監理工程師應及時審核測量結果，認真分析預壓沉降曲線圖，根據沉降曲線判定沉降穩定情況。判定沉降已經穩定，方可準予施工單位卸載。這樣支架通過預壓，既檢驗支架的承載力，同時也消除了地基基礎和支架的非彈性變形，并測量出支架的彈性變形量，為確定現澆梁模板的預設拱度提供了重要的依據。

4)預拱度設置

根據預壓沉降曲線圖確定的箱梁各個部位預拱度，調整支架標高按照設計要求設置模板的預拱度。最后由監理組織施工單位共同對模板各部位標高測量驗收，驗收合格后方可進行鋼筋綁扎。

1.3 混凝土澆注

每次混凝土澆注前，要求施工單位報審混凝土澆筑方案，審核混凝土澆筑順序、人員機械配備情況，以確保混凝土澆筑過程中支架結構受力對稱均勻，從而避免支架變形對梁體線型產生影響。

連續梁混凝土澆筑時，監理單位和施工單位要組織骨干力量進行混凝土施工質量監控，嚴格控制原材料質量，并測試混凝土出機性能，加強現場坍落度、含氣量、泌水率等拌合物性能檢測，做好混凝土同條件標養試塊，確保混凝土強度與設計相符，以免混凝土因強度等原因變形而與設計值產生偏差。加強支架沉降觀測，檢查支架穩定性，檢查混凝土澆筑時預埋件定位偏差，并嚴格控制混凝土澆筑標高，控制好橋面平整度;同時加強現澆梁箱內和橋面的質量監控，檢查施工機具和人員配備，核查澆注工藝，并監控混凝土振搗情況，是否出現跑模等現象，從而做好混凝土施工全方位監控。

1.4 預應力張拉

預應力張拉對現澆箱梁的線型也有重要影響，直接影響著線型控制中的彈性變形。監理過程中要認真檢查預應力管道成孔質量，預應力孔道位置是否符合設計要求，在張拉施工前檢查張拉千斤頂和油表校驗情況，計算復核理論伸長值，保證應力有效控制。張拉施工時須進行全過程旁站，每一操作面上均需有監理人員進行盯控，預應力張拉施工要求做到左右對稱，前后同步，嚴格控制張拉應力，并用張拉伸長值進行校核，伸長值不得超過計算伸長值的6%［4］。

1.5 橋面混凝土平整度控制

CRTSⅡ軌道板結構對橋面混凝土平整度要求非常高，橋面線性直接影響后軌道平順性，也直接影響梁體線形觀感質量。連續梁橋面設計復雜，坡面多，預埋件多，平整度要求高，這是監理控制另一重點。

橋面混凝土施工要求監理人員全過程旁站，在3.1 m加高平臺處要求施工采用高頻振動提漿機，一次性整體整平，不宜進行提漿整平的地方，則要求用2 mm粗油絲配合緊張器在兩端模間繃緊直線，并在坡頂、坡腳部位精確焊接固定用鋼筋，一方面保證了起坡點線型順直和反水坡的角度;另一方面保證了加高平臺外觀質量。施工中要求施工單位安排有經驗的人員專職收面，抹面人員先使用木抹子進行挫面，再用鐵抹子進行收光。

2 梁體豎向變形監測

梁體豎向變形監測是線型控制的重要內容，下面以(40+72+40)m支架施工為例，簡述監理對梁體豎向變形監測控制內容。

整聯箱梁設計共分5個節段進行施工，即2個節段一(節段長度為35 m)、1個節段二(節段長度為37 m)、2個節段三 (節段長度為23.25 m)［1-2］，具體如圖1。

圖1 節段施工示意

各節段的施工順序為:先施工節段一，節段一張拉壓漿完成后，進行節段二混凝土的施工，節段二張拉壓漿完成后，進行節段三混凝土的施工，最后進行貫通預應力束的張拉、壓漿工作，完成全橋體系轉換。

2.1 橋墩基礎沉降監測

梁體高程基點設置在每個主墩頂的橫隔梁位置的梁面上，此處高程受梁體施工和溫度的影響較小，保證監測基準點的穩定性。基準點布置4個，以便基準點間相互校核以及作為備用點。

在橋梁施工過程中，應同時對橋墩的沉降變形進行連續觀測，做好橋墩基礎沉降監測。在連續梁施工期間，作用于橋墩的梁體荷載的加大，橋墩基礎沉降的變形監測是線型控制的一項重要內容，直接影響成橋最終線型。在施工期間，測量監理應督促施工單位在測量支架變形的同時測量埋設在墩身左右側的沉降觀測標，為最終成橋線型驗收提供數據。

2.2 梁段測點布置

梁段高程測點布置根據設計院提供的梁體在自重(含二期恒載)及預加應力荷載作用下產生的豎向位移值繪出梁體豎向位移曲線圖，找出突變點，在位移突變的斷面位置布設監測點。同時結合《京滬高速鐵路沉降評估實施細則》中6.1.5第2條款“連續梁上的觀測標，根據不同跨度，分別在支點、中跨跨中及邊跨1/4跨中附近設置”的原則，本梁段的高程監測點整聯共布設在11個橫斷面上。

梁段高程測點布置在箱梁頂板上。在節段一和節段三梁段距離臨空面前端10 cm處布設4個高程監測點，監測點對稱布置在橋面腹板和翼緣板位置，這樣可以觀測箱梁橫向變形以及是否發生扭轉變形，并且可以相互驗證測量成果的可靠性和精度。測點應保證自身的穩定性，方便測量。

2.3 測點樁制作

測點樁采用φ20 mm的鋼筋，并與頂板的上下層鋼筋點焊牢固并保持豎直，高出埋設混凝土表面10～20 mm。

2.4 測量儀器及精度

利用精密水準儀(DS1)和銦鋼精密水準尺，采用水準測量的方法測量主梁高程。

為了能監測到主梁較小的撓度變形，按沉降變形等級三等(國家二等水準測量)的精度要求和觀測方法施測，能測量到變形±1 mm的撓度值。以墩頂橫隔梁上的水準基點作為起閉點進行水準測量。

2.5 測量的頻次和時間

測量監理要求盡量選擇溫度影響小的日落后、日出前進行觀測，特別是在支架加/卸載工況變化后，觀測時間應盡量推后，宜在支架受力變化3～4 h后。

在連續梁節段施工時每個節段要求進行3次觀測:①安裝模板后，綁扎鋼筋、澆筑混凝土前。②澆筑混凝土、養生后，張拉預應力前。③張拉預應力后，支架拆除前。第①次、第②次的測量數據之差反映箱梁節段自重產生的撓度;第②次、第③次的測量數據之差反映箱梁節段張拉預應力產生的撓度。通過3個階段理論值與實測值的對比，作為參數估計、狀態預測和調整的重要依據之一。

在連續梁施工完畢后還應在混凝土澆筑完成、張拉壓漿全部完成后，支架拆除前，進行全橋高程貫通測量，測量監理應認真復核成橋實測變形值，并與理論計算值進行對比，檢查成橋線型效果。

2.6 觀測結果分析

對每個施工階段的撓度及標高的量測結果都應進行詳細分析。

3 結束語

對箱梁施工過程的每一步進行控制，確保箱梁的線型平順是橋梁施工的關鍵和難點。但是，影響現澆梁線型控制因素較多，還需要在施工監理過程中不斷積累經驗，完善大跨度連續箱梁線型監控方法。

［1］ 中華人民共和國鐵道部．TB 10002.1—2005 鐵路橋涵設計基本規范［S］．北京:中國鐵道出版社，2005．

［2］ 中華人民共和國鐵道部．TB 10002.3—2005 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范［S］．北京:中國鐵道出版社，2005．

［3］ 中華人民共和國鐵道部．鐵建設［2005］160號 客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準［S］．北京:中國鐵道出版社，2005．

［4］ 中華人民共和國鐵道部．TZ 213—2005 客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南［S］．北京:中國鐵道出版社，2005．