淺談?lì)A(yù)應(yīng)力懸澆箱梁施工高程監(jiān)控

摘 要：文章對(duì)懸澆箱梁高程控制的特點(diǎn)、原理、方法進(jìn)行了研究和分析，對(duì)南京繞越高速公路東北段RY-DB4標(biāo)八百河、冶山鐵路大橋主橋懸澆箱梁施工進(jìn)行了實(shí)例。在施工階段結(jié)構(gòu)計(jì)算基礎(chǔ)上，對(duì)懸澆箱梁施工的重要環(huán)節(jié)——模板標(biāo)高控制進(jìn)行了研究，并考慮了影響變形的諸多因素，驗(yàn)收了高程監(jiān)控方法的有效性，確保了懸澆箱梁施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求的線形。

關(guān)鍵詞：線形控制；施工撓度；預(yù)拱度；模板標(biāo)高

1 工程概況

八百河、冶山鐵路大橋主橋?yàn)?6+60+36m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，橋梁起迄點(diǎn)樁號(hào)：K11+696.8～K11+828.8，總長(zhǎng)132m。設(shè)計(jì)公路等級(jí)為全封閉雙向六車(chē)道高速公路，車(chē)輛荷載等級(jí)為公路-I級(jí)，橋面標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度為34.5m，設(shè)計(jì)橫坡為2%。

箱梁采用掛籃懸臂澆筑法施工，各單“T”箱梁除墩頂現(xiàn)澆塊件采用在支架上現(xiàn)澆外，其余均采用對(duì)稱平衡懸臂澆筑法施工。邊跨現(xiàn)澆段長(zhǎng)度為4.92m。主橋按先邊跨合攏，后解除臨時(shí)錨固，最后中跨合攏。懸臂澆筑梁段中最大重量為133.67噸，掛籃控制重量小于55噸，合攏段施工吊架控制重量小于25噸。

2 施工高程監(jiān)控方案

2.1 立模標(biāo)高的計(jì)算

通過(guò)施工過(guò)程結(jié)構(gòu)的仿真計(jì)算，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)影響橋梁施工控制的主要參數(shù)，預(yù)測(cè)立模標(biāo)高。計(jì)算結(jié)果具體指導(dǎo)施工中梁段立模標(biāo)高。其中標(biāo)高的測(cè)試工作由一人完成，另一人進(jìn)行獨(dú)立復(fù)測(cè)，保證成橋線形符合設(shè)計(jì)要求。

梁段立模標(biāo)高計(jì)算式為：

式中，Hlm為立模高程；Hsj為設(shè)計(jì)高程（成橋高程）；fypg為結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、混凝土收縮、徐變、施工臨時(shí)荷載、使用荷載等對(duì)梁段引起的撓度；fgl為支架預(yù)壓變形或掛籃預(yù)壓變形值（必須通過(guò)支架或掛籃預(yù)壓試驗(yàn)獲得）；？駐f為施工誤差調(diào)整值。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

2.2.1 高程測(cè)試截面及測(cè)點(diǎn)布置

本橋主梁高程監(jiān)測(cè)截面為各施工梁段的端部截面，每個(gè)截面共設(shè)測(cè)點(diǎn)9個(gè)。全橋單幅面共需布設(shè)高程監(jiān)測(cè)斷面36個(gè)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)324個(gè)。雙幅橋共需布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)648個(gè)。

2.2.2 監(jiān)測(cè)技術(shù)

（1）時(shí)間測(cè)量

懸澆箱梁橋施工各工序完成時(shí)間的數(shù)據(jù)在施工控制計(jì)算中直接影響到對(duì)混凝土收縮徐變的計(jì)算。在設(shè)計(jì)計(jì)算中這部分?jǐn)?shù)據(jù)只能按通常施工水平進(jìn)行評(píng)估。而施工控制計(jì)算進(jìn)行的是實(shí)時(shí)計(jì)算，必須按實(shí)際的施工時(shí)間參與計(jì)算。時(shí)間的測(cè)量按年、月、日、小時(shí)來(lái)計(jì)量。

（2）溫度測(cè)量

對(duì)環(huán)境溫度的測(cè)量通常是用普通溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。對(duì)梁的溫度測(cè)量采用接觸式溫度計(jì)來(lái)測(cè)定結(jié)構(gòu)表面溫度，接觸式溫度計(jì)測(cè)試精度為±0.1°C，主梁內(nèi)部的溫度則通過(guò)預(yù)埋高靈敏度振弦式應(yīng)變傳感器的測(cè)溫功能進(jìn)行測(cè)量。

（3）空間位置（線形）測(cè)量

對(duì)施工過(guò)程中橋梁的空間位置（線形）進(jìn)行實(shí)際監(jiān)測(cè)時(shí)，主要采用以下步驟。

a根據(jù)設(shè)計(jì)文件，對(duì)各個(gè)施工塊（梁段）控制點(diǎn)的高程進(jìn)行計(jì)算；b根據(jù)總體控制網(wǎng)，在各個(gè)墩（臺(tái)）頂設(shè)立臨時(shí)監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)，建立工作基點(diǎn)；c根據(jù)每一點(diǎn)的空間坐標(biāo)值和理論計(jì)算出來(lái)的預(yù)拱度值，對(duì)掛籃的立模位置（包括平面坐標(biāo)和標(biāo)高）進(jìn)行復(fù)測(cè)；d對(duì)各個(gè)施工塊（梁段）在澆筑前、后的空間位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)；e對(duì)各個(gè)施工塊（梁段）張拉前、后的空間位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)；f根據(jù)前一施工塊（梁段）的實(shí)際變形情況，對(duì)后一施工塊（梁段）的立模位置提出可能的建議。

空間位置（線形）監(jiān)測(cè)的控制點(diǎn)為各個(gè)施工塊（梁段）前端8個(gè)點(diǎn)。

2.3 階段施工監(jiān)控驗(yàn)收

預(yù)應(yīng)力張拉完畢，下一階段施工掛籃立模前，是懸澆梁橋的一個(gè)階段施工結(jié)束的標(biāo)志。一個(gè)梁段完成后，匯集所有的觀測(cè)資料，根據(jù)上一梁段施工情況，確定下一梁段施工控制指令表，并對(duì)上一梁段的高程監(jiān)控情況作簡(jiǎn)要概述，經(jīng)確認(rèn)后進(jìn)入下一梁段施工。

連續(xù)梁橋施工4個(gè)梁段左右后進(jìn)行一次階段施工監(jiān)控小結(jié)，根據(jù)施工過(guò)程中變形及實(shí)測(cè)值和理論預(yù)測(cè)值的差異情況，可對(duì)有關(guān)參數(shù)作一次系統(tǒng)調(diào)整。

3 調(diào)控方法

在橋梁施工監(jiān)控過(guò)程中，必須對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別和修正。對(duì)本橋而言，主要的設(shè)計(jì)參數(shù)包括以下幾個(gè)方面。

（1）結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)；（2）截面特征參數(shù)；（3）與時(shí)間相關(guān)的參數(shù)；（4）荷載參數(shù)；（5）材料特性參數(shù)。

根據(jù)本監(jiān)控項(xiàng)目的實(shí)際情況可采用自適應(yīng)控制形式。經(jīng)過(guò)自適應(yīng)過(guò)程，理論計(jì)算結(jié)果將與實(shí)際施工過(guò)程比較吻合，因而可以達(dá)到線形與應(yīng)力狀態(tài)雙控的目的。其基本步驟如下。

（1）首先以設(shè)計(jì)的成橋狀態(tài)為目標(biāo)，按照規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)確定每一施工步驟應(yīng)達(dá)到的分目標(biāo)，并建立施工過(guò)程跟蹤分析程序；（2）根據(jù)上述分目標(biāo)開(kāi)始施工，并測(cè)量實(shí)際結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力狀態(tài)等數(shù)據(jù)；（3）根據(jù)實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)分析和調(diào)整各結(jié)構(gòu)參數(shù)，以調(diào)整后的參數(shù)重新確定后續(xù)各施工步驟的分目標(biāo)，建立新的跟蹤分析程序；（4）反復(fù)上述過(guò)程即可使跟蹤分析程序的計(jì)算與實(shí)際施工相吻合，各分目標(biāo)也成為可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，進(jìn)而利用跟蹤分析程序來(lái)指導(dǎo)后續(xù)的施工過(guò)程，并進(jìn)行必要的調(diào)整與控制。

當(dāng)然，在施工過(guò)程中，當(dāng)誤差超出控制精度范圍或各工況的累積誤差超出控制精度范圍時(shí)，則必須進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)，以主梁高程為主要控制目標(biāo)，同時(shí)兼顧主梁和橋墩中的應(yīng)力應(yīng)在規(guī)范規(guī)定的容許范圍內(nèi)。對(duì)于主梁線形的調(diào)整，調(diào)整立模標(biāo)高是最直接的手段。將參數(shù)誤差以及預(yù)應(yīng)力索張拉引起的主梁標(biāo)高的變化通過(guò)立模標(biāo)高的變化予以修正。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)南京繞越高速公路東北段RY-DB4標(biāo)八百河、冶山鐵路大橋主橋懸澆箱梁施工高程監(jiān)控活動(dòng)，基本掌握了懸澆箱梁施工過(guò)程中高程變化的規(guī)律，為今后進(jìn)行類(lèi)似橋梁施工積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。但在總結(jié)的同時(shí)發(fā)現(xiàn)懸澆箱梁進(jìn)行合攏后全橋張拉時(shí)引起橋面的下沉，使最終的橋面標(biāo)高低于設(shè)計(jì)標(biāo)高。為此，希望再進(jìn)一步探討，掌握此種原因引起橋面下沉規(guī)律，更好的掌握主梁的高程控制。

參考文獻(xiàn)

[1]交通部第一公路工程總公司.橋涵[M].人民交通出版社，2000.

[2]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-2000[S].人民交通出版社，2000.

[3]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTJB01-2003[S].人民交通出版社，2003.

[4]公路工程鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD62-2004.人民交通出版社，2003.