高速鐵路連續梁橋懸臂澆筑施工線形控制施工技術

董 鵬

（中鐵十一局集團第四工程有限公司，湖北武漢 430000）

1 工程概況

新建安慶至九江高速鐵路湖北段AJZQ為2標段，該范圍內的橋梁重點建設內容包含跨京九鐵路懸臂梁、跨合九鐵路懸臂梁、跨G105國道懸臂梁、跨G347國道懸臂梁、跨S240省道懸臂梁五部分。

根據高速鐵路橋梁的建設質量要求，應明確線形控制的具體內容，以合理的方法做好監測與控制工作，保證橋梁可以高精度合龍。

2 高鐵連續梁橋施工監控的基本思路

針對懸臂梁的關鍵施工部位布設監測點，按規范開展監測工作，以確定具體的監測數據，據此分析懸臂梁的施工質量，針對構件變形情況、應力特點等進行準確判斷。實測值與設計值的誤差控制在許可范圍內，可進入后續施工環節，否則應分析具體成因，進行針對性處理，直至滿足要求。

3 施工控制分析

3.1 施工監控方法

經監測后，若確定的構件受力狀態與模型計算結果存在明顯差異，則需要引入參數辨識系統，向其中輸入誤差，由該系統自動對模型參數進行調節，生成與實際情況一致的模型結構。

以修整后的計算模型參數為關鍵依據，再次組織計算，調整各施工階段的關鍵內容，達到理想施工狀態，為后續施工創設良好的條件。

3.2 梁段立模標高的計算方法

主梁掛籃現澆施工階段，梁段立模標高為關鍵的控制指標，其對主梁線形的平順性具有顯著的影響，需要得到有效控制。若立模標高與設計要求相符，則表明橋梁線形處于可控的狀態，實際結果滿足要求。

立模標高與設計階段所確定的橋梁建成標高不一致，即普遍存在某特定的預拋高，其用于抵消施工期間所產生的變形量。

立模標高計算：

式中：Hlmi——i處的立模標高（m）；Hsji——i處的設計標高（m）；∑f1i——i處的上梁段自重撓度的總和（mm）；∑f2i——i處張拉各預應力撓度總和（mm）；f3i——i處混凝土收縮、徐變撓度；f4i——i處臨時荷載撓度；f5i——i處二期恒載撓度；fgl——掛籃變形值（mm）。

3.3 參數識別與誤差分析

選用最小二乘法，結構測量狀態與模型計算結果不符，則確定誤差并將其輸入，通過對參數辨識算法的應用，針對參數進行合理調整，保證模型輸出結果的準確性，使其能夠與測量結果保持一致。借助修正后的模型開展進一步計算。在該機制下，可以反復識別各工況，直至計算模型符合實際情況。

3.4 立模標高的靈活控制與預測

經參數修正處理后，計算模型的可用性得以增強，其更符合施工后的階段狀態。但下一階段的預測值依然可能存在不符合實際值的情況，應做好參數識別和誤差分析工作，最大限度減小偏差。

4 施工監控方法的具體實施要點

4.1 平面及高程控制方面

（1）測量網的建立。

①測量控制網的關鍵作用在于為箱梁懸臂澆筑施工提供支持，在各墩承臺處構建測量控制網，密切關注工程施工進度，調整布設在承臺上的控制點，使其向0號塊轉移。

②通過經緯儀或全站儀的應用，創建以橋面中軸線為核心元素的平面控制網。

③對于高程控制網，先在橋墩承臺處確定具體的高程控制點，按規范有序施工后，若箱梁0號塊成型，則在水準儀的檢測作用下移至0號塊頂面，也可利用全站儀建立。完成此操作后，確定的0號塊水準點為高程控制點，可以供懸臂澆筑使用，以便精準控制箱梁懸臂澆筑的高程。

④對于各橋墩的0號塊箱梁而言，分別在該結構的頂面布設9個控制基準點。

0號塊頂面測量基準點布置如圖1所示。

圖1 0號塊頂面測量基準點布置（單位：cm）

⑤箱梁懸臂施工期間，若存在異常情況，則應當隨即組織高程控制基準點的復測工作，以確保該類點可以得到有效的控制。包括經受力體系轉換后，墩基礎出現大幅度沉降現象；施工三個月后、施工期間施工單位存在特定復測需求。

（2）基準點和梁段測點的埋設。

在箱梁0號塊基準點的布設中，分別為各基準點設置標記，此處采用Ф16 mm的直螺紋鋼筋，要求其露出混凝土的部分達到2 cm，針對該外露部分采取打磨處理措施，使其具有圓順的特點，為起到醒目的效果，刷涂紅漆[1]。

（3）箱梁懸臂梁段的測點布置。

在各懸臂箱梁節段的頂板處分別布設高程觀測點，數量均為3個，其優勢在于可以同時監測箱梁的撓度以及扭轉變形幅度。考慮數據的準確性要求，測點與節段前端面的距離約20 cm。

箱梁懸臂梁段的測點布置情況如圖2所示。

圖2 橫、縱斷面布置（單位：cm）

（4）箱梁懸澆施工的測量控制。

待箱梁懸澆節段的掛籃安裝到位后，啟用全站儀設備，依托箱梁截面控制網的輔助作用，在懸澆節段平面中線處放樣，作為施工的作業基準。

各節段箱梁懸臂施工中，做好監控量測工作，及時確定撓度和高程的具體值。

在箱梁懸澆施工期間，以閉合水準路線的方式完成撓度變形觀測工作。溫度對箱梁施工的影響較為顯著，為盡可能減小溫度造成的不良影響，安排在低溫且溫度相對穩定的時段組織外業測量工作，具體分兩類情況考慮，春、冬季節則以清晨6：30前為宜，夏、秋兩季則應當在5：00前做好相應的測量工作，并全面記錄各項測量信息，供分析所用。

（5）監測箱梁體系轉換及合龍。

體系轉換和合龍段施工前，組織高程聯測工作，以便確定懸臂箱梁的實際高程情況，聯測的具體時間段包括模板安裝前、混凝土澆筑前及澆筑后、部分縱向預應力鋼束張拉后及結束各處的張拉后[2]。

4.2 箱梁溫度測試工作的落實細節

在溫度變化的影響分析中，重點考慮的是季節溫度變化和日照溫度變化，各自影響特點存在差異。

對于季節溫差而言，其變化具有均勻性，即不存在短時間內大幅度波動的情況，同時對主梁撓度的影響有限，可以在施工階段組織溫度采集工作，將確定的信息輸入計算機，判斷具體的影響情況。

相比之下，日照溫差則具有變化頻繁、變化復雜且影響較顯著的特點，其在日照環境中體現得尤為明顯，此環境中主梁頂板和底板的溫差偏大，主梁有較大幅度撓曲現象，不利于主梁的穩定性。

5 施工階段監測實施的要求

（1）加強對施工臨時荷載的控制，保證其能夠始終穩定在許可范圍內，以免造成不利影響。

（2）施工方按照要求組織測量工作，監控方和監理方也應積極參與，起到輔助作用。

（3）每完成一階段的施工后，均由相關單位組織測試，匯總結果并對其展開分析，若實際施工質量滿足要求則進入后續施工環節，若不滿足要求則根據實際情況采取相應處理措施，直至有效解決。在該動態控制機制下，實現對施工質量的層層把關[3]。

（4）在掛籃立模、混凝土澆筑前及結束后、預應力張拉后幾個時段組織測試時，必須充分考慮現場天氣情況，規避日照溫差產生的影響。針對現場溫差較大的情況，較適宜的時間為午夜2：00至日出前；若現場的溫差較小，此時則可以在溫度變化幅度較小的時段完成測試工作。

（5）觀測記錄的內容應具有全面性，數據應準確，重包含施工工況、日期、時間、溫度、施工荷載及其他各類特殊因素。全方位記錄信息，相關人員對施工質量進行較為客觀的判斷。

6 結語

綜上所述，通過立模標高方法的應用，開展懸臂梁結構的相關監控量測工作，同時基于現有數據對橋梁的撓度加以預測，實現對橋梁線形的精準控制，為后續施工提供清晰指導，使各項工作沿著明確的方向有條不紊地開展。工程的施工安全狀況良好，施工質量達標，說明其線形控制施工技術具有可行性，可供類似工程參考。