淺談雙線鐵路連續(xù)梁橋施工監(jiān)控方法

【摘 要】 雙線鐵路連續(xù)梁橋目前為高速鐵路橋梁經(jīng)常采用的橋梁形式，此類橋梁施工方法主要采用現(xiàn)澆懸臂施工與滿堂支架現(xiàn)澆施工相結合的方法。本文主要針對這兩種施工途徑，討論相關施工細節(jié)施工控制的理論方法。

【關鍵詞】 連續(xù)梁橋 監(jiān)控方案 滿堂澆筑

連續(xù)梁橋是多次超靜定結構，理想的幾何線性與合理的內(nèi)力狀態(tài)不僅與設計有關，而且還依賴與科學合理的施工方法。而對于分節(jié)段懸臂澆筑施工的預應力混凝土連續(xù)梁橋來說，從開工到成橋同樣要經(jīng)過一個復雜的施工過程，結構要經(jīng)過多次體系轉(zhuǎn)換，結構內(nèi)力和變形亦隨之不斷發(fā)生變化，并決定成橋后結構的受力及線形。由于各種因素的直接和間接影響，使得實際橋梁在施工過程中的每一狀態(tài)幾乎不可能與設計狀態(tài)完全一致，施工控制就是在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測所得的結構參數(shù)真實值進行施工階段計算，確保橋梁施工的每個階段安全穩(wěn)定、合理的進行。同時通過相應監(jiān)控計算，對施工給出相應的調(diào)整建議，保證成橋的順利進行。

對于分節(jié)段懸臂澆筑施工的預應力混凝土連續(xù)梁橋來說，從開工到成橋同樣要經(jīng)過一個復雜的施工過程，結構要經(jīng)過多次體系轉(zhuǎn)換，結構內(nèi)力和變形亦隨之不斷發(fā)生變化，并決定成橋后結構的受力及線形。由于各種因素的直接和間接影響，使得實際橋梁在施工過程中的每一狀態(tài)幾乎不可能與設計狀態(tài)完全一致，施工控制就是在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測所得的結構參數(shù)真實值進行施工階段計算，確定出每個懸臂澆筑節(jié)段的立模標高，并在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測的成果對誤差進行分析、預測和對下一立模標高進行調(diào)整，以此來保證施工沿著預定軌道（能達到成橋設計目標的施工路徑）進行，從而保證主梁合龍段兩懸臂端標高的相對偏差不大于規(guī)定值。另外預應力作用實際效果、實際環(huán)境的影響（包括季節(jié)平均溫差和日照溫差，空氣濕度的影響）、測量誤差、施工誤差、結構模型簡化和計算的誤差等也會引起設計與實際施工狀態(tài)的不一致。要使橋梁施工安全，進度順利，同時也保證成橋符合設計要求，建立一個系統(tǒng)性的監(jiān)控過程予以控制是十分必要的。因此，具體考慮施工過程中跟應力相關的各種控制因素：溫度，結構應力等測試方法，以及橋跨合攏過程中主梁線性檢測與基礎沉降的影響因素，以及懸臂梁中各施工階段預應力張拉與掛籃靜力控制，本文認為橋梁監(jiān)控應當至少具體包括以下幾個方面：

1. 施工方法對比分析

懸臂施工以及掛籃施工是橋梁懸臂施工的兩種常規(guī)方法，兩者有著不同的優(yōu)勢與特點。對于懸臂施工而言，懸臂澆筑目前對于大跨徑橋梁施工來說，技術已經(jīng)十分成熟，一般為首選施工方案。但對于墩部不是很高且不跨越河流的橋梁來說，需考慮懸臂施工的經(jīng)濟，技術指標影響。

滿堂支架是在一聯(lián)或者多跨橋下設置支架，體系轉(zhuǎn)換次數(shù)少，周轉(zhuǎn)次數(shù)多，利用效率高，可以超前搶搭支架設置模板，施工速度快，多用于多跨現(xiàn)澆施工，既保證工程質(zhì)量，又能加快施工進度，具有良好的經(jīng)濟效益。

不過相對來說，懸臂施工更為流行，技術成熟，對于連接城市之間的高鐵項目來說，凈空較低，且也易于施工控制；滿堂支架現(xiàn)澆方法更具經(jīng)濟效益，對于山地建造的懸臂梁鐵路橋來說，施工跟較為安全與高效率。

2. 橋梁溫度控制

溫度是影響主梁撓度的主要因素，而設計驗算中因為溫度變化的不規(guī)則性與復雜性也很難納入理想的計算范圍。為了考慮溫度的影響，我們只能通過對施工過程實施溫度監(jiān)控，并根據(jù)實際情況對橋梁設計進行校核修改。

溫度測點主要是測處梁沿高度的溫度梯度，因此我們可以沿梁的高度每個按照一定的間隔布置從而得出溫度的分布規(guī)律。

嚴格來講，橋梁的每個應力測點旁邊都應該布置一個溫度測點，從而對該區(qū)域由于溫度引起的無應力長度變化以及導致的應力進行修正。本橋在分別在主梁根部部分，主梁L/4、L/2部分布設6個測點，以及4個測點。而其中最重要的測點為頂板與腹板連接處、腹板與頂板連接處的4個測點。

a)主梁根部斷面溫度測點布置圖

b)主梁L/4斷面及L/2斷面溫度測點布置圖

測量方法及測量頻率：在主梁施工期間選擇有代表性的天氣進行24小時連續(xù)觀測，例如：每個季節(jié)選擇一個晴天、多云天和陰雨天；在橋梁合龍前某連續(xù)3天時間內(nèi)，每隔2～3小時對各截面測點的溫度進行測量，做好記錄（必要時繪制溫度隨時間變化的曲線圖），為箱梁溫度位移及溫度應力計算提供原始溫度場數(shù)據(jù)。以此同時，需與溫度測量同時測主梁標高、墩頂偏位。

在每節(jié)段掛模和合龍之前，對主梁溫度控制截面實施測量，溫度測試同樣在溫度相對穩(wěn)定的時刻（日出之前）進行。

3. 結構應力控制

在大橋上部結構的控制截面布置應變測點，以觀察在施工過程中這些截面的應變變化與應變分布情況。然后把結果及時反饋給分析技術人員，和計算結果相驗證，在計入誤差和變量調(diào)整后由分析計算人員分析以后每階段乃至竣工后結構的實際狀態(tài)，同時可以根據(jù)當前施工階段向前計算至竣工，預告今后施工可能出現(xiàn)的狀態(tài)，并預報下一階段當前已安裝構件或即將安裝的構件是否出現(xiàn)不滿足強度要求的狀態(tài)，以確定是否在本施工階段對可調(diào)變量實施調(diào)整。要求：經(jīng)現(xiàn)場測試，各施工階段被測梁段的應變值和仿真分析的相吻合，應變變化沒有出現(xiàn)異常。

具體測點布置參照溫度測點布置圖。

4. 基礎沉降控制

由于土具有壓縮性，地基承受建筑物基礎荷載之后必然發(fā)生沉降。地基基礎的沉降，特別是建筑物各個基礎之間由于荷載不同或土層壓縮性不同而引起的差異沉降，會使建筑物上部結構產(chǎn)生附加應力，影響建筑物結構的安全和正常使用。而對于連續(xù)梁橋的超靜定性，基礎沉降會產(chǎn)生較大的附加應力，也會對橋梁施工控制帶來干擾與其它不良影響。

通過對各橋主墩承臺進行沉降觀測，定量確定其在施工過程中隨加載所產(chǎn)生的沉降及不均勻沉降，并通過觀測結果可以分析不均勻沉降對橋墩豎直度及水平位移的影響，指導全橋施工控制。

在各主墩承臺的4個角點位置，各布設一個永久性觀測點，在承臺以外設置一固定不變的點作為基準點，采用水準儀測量其相對高差的變化，用以判斷墩柱沉降及不均勻沉降；并采用全站儀定期復核基準點的高程變化，確保測量結果的準確性。

監(jiān)測頻率：沉降觀測于橋墩施工前進行一次，墩身混凝土澆筑完成后進行一次，主梁每完成兩側各施工段后進行一次，全橋主梁合龍后和全橋完工后各進行一次。

參考文獻：

[1]大陽山溝大橋施工監(jiān)控實施細則施，謝明志.2011.

[2]菜園壩施工監(jiān)控檢測細則，中鐵大橋局集團武漢橋梁科學研究院有限公司.2004.

（作者單位：西南交通大學峨眉校區(qū)）