連續曲線鋼箱梁及鋼混組合梁頂推施工監控技術★

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(武漢交通職業學院，湖北 武漢 430065)

1 概述

隨著我國交通事業的快速推進及高等級道路的網格化發展，各類立交工程也日益增多，其中有不少是在既有道路的基礎上修建立交橋，這就產生了大量的跨線匝道橋，這類匝道橋大多為彎橋、坡橋。同時，由于頂推施工具有對既有道路的交通影響小，對施工場地的要求低等特點，在跨線橋梁施工中被越來越多的采用。因此，亟需對橋梁頂推施工有關問題進行研究。橋梁施工監控是對施工過程中的各項結構參數進行嚴格的監測和調控，通過施工現場的結構測試，合理調控，確保橋梁系統處于可控狀態，保證橋梁的施工安全與施工進度計劃，為施工過程提供決策技術依據，為結構行為控制提供理論數據，從而全面正確地指導施工，確保施工成橋狀態與線形設計目標值相符，有效地控制橋梁結構狀態。

2 工程概況

2.1 地質概況

橋梁擬建場地位于廣東省珠海市橫琴新區，橫跨橫琴口岸邊防區、限定區以及琴海東路，東面臨海，西為通關限定區，南至濠江路，北至港澳大道，交通較為便利。珠海地區地質構造存在大量花崗巖侵入和多體系斷裂構造較發育情況。擬建場地原始地貌單元屬濱海灘涂地貌，原地勢低洼，后經人工填土、填砂抬高，現在地形總體較平坦，但上覆建筑物數量眾多，種類復雜，對施工會有一定的影響。

2.2 結構型式

蓮花大橋在出境匝道C14～C18橋跨處上跨臨時保留的入境A匝道和琴海東路，該聯采用跨徑組合27 m+41.5 m+38.5 m+30 m的連續鋼箱梁，平曲線半徑60 m，橋梁寬16.7 m。箱梁采用等高2.2 m，連續鋼箱梁采用直腹板，連續鋼箱梁外形與連續鋼混組合梁外形對齊(見圖1)。

C11～C12鋼混組合梁段橋跨位于入境A匝道和琴海東路，該聯采用跨徑40.0 m的簡支組合梁。從景觀上考慮，簡支組合梁外形尺寸與混凝土箱梁對齊，采用直腹板，橋寬13.75 m，跨徑40 m，梁高2.2 m。鋼梁頂、底板采用內對齊原則，中腹板采用中線對齊，結構底板采用同2%橫坡(同道路方向)，頂板采用和道路相同橫坡。

2.3 施工方法

C15～C16跨越入境匝道，跨度41.5 m，無法用起重設備直接安裝，C18～C14橋跨頂推采用邊頂推邊安裝鋼箱梁的工藝，分次安裝和頂推。C11～C12鋼箱梁位于蓮花大橋主橋下方，無法采用大型起重設備安裝到位，采用鋼箱梁一次安裝頂推到位工藝。

3 施工監控目的及監控方案

3.1 監控目的

箱梁的頂推過程是結構體系不斷轉換的過程，加之其又為曲線橋梁，梁體受力很復雜;頂推過程中梁體不僅上下擾動，在平面內也將扭轉，箱梁及導梁在頂推過程中線型不斷變化，線型控制尤為困難。另外，臨時支墩一旦發生壓縮變形和水平位移，就相當于對主橋結構施加一個強迫位移，從而在結構內產生較大的附加內力，對結構的安全不利，所以頂推中必須對其作實時觀測。監控目的是確保頂推過程中梁體的穩定，不致出現傾覆或破壞;確保頂推就位后的梁體線型滿足設計要求。

3.2 監控方案

3.2.1監控內容

1)幾何形態監測：包括臨時墩、導梁、鋼箱梁等的標高、變形、溫變影響等。

2)應變監測：包括臨時墩、導梁、鋼箱梁等的關鍵截面應力監測。

3.2.2監測點的布置

C11～C12鋼箱梁段橋跨處蓮花大橋匝道下方，位于入境A匝道和琴海東路，該聯采用跨徑40.0 m的簡支組合梁。施工時，C11～C12梁段在支架上拼裝好后采用整跨頂推方式進行施工。根據施工特點，需在C11～C12段箱梁首尾兩端頂板上布置幾何控制測點，測點布置示意圖如圖2所示。

C14～C18跨鋼箱梁位于半徑R=60 m的圓弧上，制造時分為25個節段制造(C-7A-1～C-7A-25)，頂推施工C-7A-5～C-7A-22，其余梁段在支架上施工。根據合同內容需對頂推施工段進行監控。

根據施工特點，需在C-7A-5～C-7A-22段各箱梁頂板上布置幾何控制測點，測點布置如圖3所示。

布置點放樣時需注意，首先在每個節段(如C-7A-6)梁端距梁端20 cm偏移一條線(該線與梁端頂面斷面線平行)，然后在該條線上向內側偏移一點250 cm，可確定測量點1,3；幾何控制測點務必放樣準確，見圖4,圖5。

4 監控結果及分析評價

4.1 監控結果

4.1.1變形

頂推施工完成后，C11～C12段鋼箱梁偏差、C14～C18段偏差分析情況如表1～表3所示；其評估示意圖見圖6，圖7。

4.1.2應力監控

整個頂推施工過程中C11～C12段、C14～C18段對應鋼箱梁應力水平較低，結構處于安全可控狀態。

4.2 分析評價

根據橫琴口岸蓮花大橋鋼箱梁頂推完成狀態的評估結果，可以得知：

1)在落梁階段，C14～C18,C11～C12對應鋼箱梁實測軸線、里程位置與理論值吻合較好；實測鋼箱梁軸線偏差、里程偏差與理論位置最大偏差在±10 mm內，滿足規范要求；

2)主梁、導梁鋼箱梁關鍵截面節點應力符合規范要求。

表1 C11～C12段頂推施工完成后軸線、里程偏差情況

表2 C14～C18段頂推施工完成后軸線偏差情況

5 結論與展望

5.1 結論

通過在施工過程中跟蹤每個施工環節,將施工監控的技術成功運用于蓮花大橋曲線鋼箱梁、鋼混組合梁頂推項目,取得了以下結論:由于頂推施工的連續性,并且考慮誤差傳播和工期因素，在本工程中針對小半徑曲線鋼箱梁、鋼混組合梁等復雜結構型式及頂推施工的特殊施工方案，通過監測主梁、導梁、臨時墩軸線偏位、里程偏差變化進行線型監測，并結合應力監測對結構施工進行監控，其結果可靠，符合規范對線型、應力的要求，該方法是安全可行的，可在同類橋型中進行推廣。

頂推施工技術憑借其高效、安全、節約成本、不影響既有線等優勢逐漸發展成為橋梁施工中不可或缺的關鍵技術。但是頂推施工對于頂推數據的要求較高，為保證施工安全性，在進行施工過程中，操作人員應嚴格按照相關標準進行科學施工，同時在各節點嚴格控制頂推施工質量，確保整個橋梁工程的施工質量。

5.2 展望

1)在頂推施工中，拖拉箱梁的鋼絞線錨固在箱梁底板，錨固位置局部應力較大，有可能發生崩裂，可對錨固區進行研究。

2)在千斤頂反力支座位置容易發生應力集中，可以對其結構形式和材料進一步研究。