掛籃懸臂澆筑施工監測及數據分析

趙 亮 余葉豪 包坤坤 李春彬 郝迎喜上海寶冶工程技術有限公司 上海 200941

自20世紀80年代以來，我國橋梁建設事業得到了高速的發展，掛籃懸臂梁亦是橋梁事業中關鍵性的一環。考慮到掛籃懸臂梁在現場實施時，其實際工作狀態與理論設計狀態會存在一定的差異，為確保掛籃施工的安全性和為施工技術人員后續工作做出正確的判斷提供理論依據，掛籃懸臂施工監測工作是必須要做的。

1 工程概況

貴陽軌道交通2號線二期工程小碧站～云盤村站區間，本懸掛段位于貴陽市南明區小碧鄉云盤村附近西南環線內，小寨橋及貓洞河北側，線路沿原西南環路路中敷設，和改造后西南環路高架并行。高架區間起止樁號為YDK47+388、YDK48+008，長620m。高架段共計15個橋墩，1個橋臺，17跨，1#-15#屬于懸臂段，16#、17#屬于合攏段。掛籃位置見圖1。

圖1

本區間掛籃段上跨貓洞河，T構墩墩高15m，大里程接云盤村車站，主墩為15#墩，梁與橋墩之間為剛性連接，梁采用懸臂澆筑法施工。掛籃施工工序如圖2

圖2

1、以15#墩為中心對稱往兩側移動掛籃一個節段。

2、對稱懸臂澆筑2節段混凝土，只有當混凝土達到95%強度及100%設計彈性模量時，縱向預應力筋才能延展，并且需達到5天齡期，然后縱向預應力筋可以拉伸，首先是腹板筋，束然后是頂板束。張力和錨固從靠近腹板的鋼束對稱進行。

3、重復以上步聚，完成對稱懸臂灌注完成3～15 號梁段，然后張拉頂板和腹板鋼束。

4、用萬能鋼筋和型鋼在在邊墩頂部安裝支架，形成現澆邊跨17段的支架，并對支架進行預壓，消除非彈性變形。利用支架澆筑4.95m米長的17號梁段。

5、在完成15號及17號梁段后，利用支架澆筑2m長的16 號梁段，順序張拉靠近腹板附近的鋼束，并完成合攏。

2 監控目的及方法

2.1 監控目的

在施工過程中，由于混凝土澆筑、掛籃移動、施工荷載、預應力張拉、混凝土收縮及徐變與溫度等因素，控制不當會使懸澆梁段的合攏誤差增大，這與橋梁設計目標不符合。為了使施工按照按設計意圖進行，保證施工安全，最終達到設計的理想狀態，應進行線型監控，以保證最初線形平順。

對于大型橋梁，理想的線形與合理的內力狀態不僅關系到設計，而且還取決于科學合理的施工方法。如何控制施工過程，獲得到預先設計的應力狀態和幾何線形是橋梁施工過程中一個非常關鍵和困難的問題。同時，施工控制的結果為橋梁實行長期監測提供了原始依據，也是橋梁運行運營狀態監測的出發點。為此針對橋梁設計目標，通過對施工過程仿真分析、現場監測和誤差識別與預測，在施工過程中對橋梁結構進行反饋控制，為實現設計要求的成橋結構受力與線型狀態提供技術支撐。

2.2 監控方法

線型監測：連續梁橋每節主梁的平面和立面可以通過嵌入的中間桿來觀測，每段箱梁節段可分為三個階段，在掛籃前移后（混凝土澆筑前）、澆筑混凝土后和張拉預應力后，均需觀測既有箱梁上的監測點，從而達到確定懸臂梁下一階段的立面標高，以使施工狀態盡可能接近設計狀態目的。每個梁段在大小里程處各布設6個高程觀測點，每個梁段有12個高程觀測點，采用高精度電子水準儀進行觀測,測點布置如圖3所示。

圖3

3 監測結果分析

本文主要分析2018年09月20日～2019年09月10日掛籃懸臂梁施工期間及合攏后的線性監測數據，現對于懸臂段1#～15#數據進行分析。現已將各梁段在澆筑后、張拉后兩個節點相對于澆筑前的平均沉降數據匯總如下（見表1）. 由圖5及表3可知，在以15號墩為中心對稱的情況下，掛籃逐步往兩側推進時，其1#至15#混凝土澆筑后對比澆筑前的累計平均沉降量隨著掛籃的延展而逐步增大，而預應力張拉后監測點標高會略有抬起。建議往后需減小彈性變形量，從而達到更好的控制掛籃變形，增加掛籃施工的安全性和可控性。

在2019年9月10日掛籃橋面合攏后，我方對全橋高程進行了通測，通測結果如下。由表4可知，全橋大小里程的實測標高均處于控制標高與設計標高之內，全橋實測標高與設計標高相差在±3cm以內，達到預期目標，全橋線形與設計線型整體吻合較好。

表1

圖4

表2 合攏后全橋通測數據表

4 結語

（1）我方通過監控量測分析可了解掛籃施工過程中各項結構性能，降低安全事故發生率，為判斷前步施工是否符合預期要求、優化和確定下一步施工工藝及參數提供了依據。合攏后我方亦比對了各施工階段完成后絕對高程與理論高程，發現各工況下兩者線形吻合較好，各階段施工誤差和合攏誤差均控制在允許范圍之內，基本達到了預期的效果，滿足橋面平順性的要求。

（2）本文的數據分析是以各懸掛段施工節點的監測數據為對象進行了分析，但僅選取了沉降數據；建議往后的研究中選取多個樣本，將主梁應力，結構計算方法，橋墩應力，懸掛段位移多項數據進行橫向實時比對分析。