鐵路橋梁連續梁懸臂澆筑線形控制技術

鄔 勇

(中鐵十六局集團路橋工程有限公司，北京 101500)

0 前 言

連續梁施工中分階段澆筑法的使用頻率非常高。在實際施工的過程中，對橋梁線形可能會造成影響的因素非常多，例如：混凝土澆筑以后發生收縮變形、原材料的質量不達標、施工荷載、精準度、自然環境等諸多方面的影響因素[1]。當技術參數的設置不合理時，那么施工質量必然會受到巨大的影響。所以，必須合理確定施工工序，以此確保施工質量符合設計規范。以此為基礎，使用最優控制理論，構建出一個完善的分析模型，提升施工的精準度，以期通過此次研究為建筑工程的后續發展提供指導。

1 工程概況

該工程項目的主橋10#～13#墩孔跨的設計是76 m+160 m+76 m，主要的結構類型屬于連續梁拱形結構，主橋里程設計標注為DK298+035.1～DK298+349.1，結合設計圖紙來看，11、12號墩屬于主墩，而10號臺、13號墩則屬于邊墩臺。橋梁的連續梁主跨部分可以細分為36個節段，橋梁的連續梁底部寬度設計為10.8 m，梁體頂部的寬度設計為14.2 m。

2 連續梁上部結構施工方案及方法

2.1 施工方案

結合該工程項目的實際情況選擇使用掛籃懸臂澆筑施工方法，連續梁的上部結構可以細分為四個具體的部分：0#號塊梁段、懸臂式混凝土澆筑路段、支架部分澆筑梁段以及合攏梁體澆筑梁段。

墩頂0#梁段澆筑完成后再在0#梁段上組裝掛籃。0#梁段主要為掛籃組裝提供拼裝工作平臺和懸澆出發場地。0#梁段采用支架現澆法施工，邊跨現澆梁段采用鋼管柱支架現澆法施工，中跨合龍利用掛籃懸澆。

墩頂0#號梁段與墩身臨時固結形成臨時剛性體，以抵抗懸臂澆筑不平衡荷載和傾覆彎矩的作用。臨時固結體系采用墩頂固結。當0#塊連續梁安裝完成以后，在連續梁上指定的部位安裝掛籃，并對連續梁進行預壓處理。掛籃施工時嚴格按照施工規范施工，采取封閉式施工，保證車輛及施工安全。具體情況可以參照圖1。

圖1 0#塊鋼管支架平面布置圖(單位：mm)

2.2 連續梁懸灌施工

連續梁懸灌施工的具體流程是：移動掛籃作業完成以后，對連續梁進行測量放線、確定各個梁端具體的里程、測量出底部模板的標高→連續梁外部側邊模板安裝→綁扎鋼筋網、安裝管道→連續梁內部模板安裝→綁扎頂板部位的鋼筋網、安裝管道、安裝預埋件→檢查模板安裝是否牢固、對模板的位置進行微調→澆筑梁體部分的混凝土→養護混凝土直至混凝土強度達到設計強度的80%→張拉預應力筋→管內注漿→掛籃移動至下一個施工部位。

施工單位委派專人檢查掛籃的連接件與固定件，若發現局部出現松動時立即停止作業，采取加固措施。

施工的過程中，按照理論知識而言以對稱的方式澆筑混凝土，若混凝土泵送存在難度，應確保兩側混凝土澆筑的重量不超出20 t。

3 線形控制技術

3.1 施工線形監控的目標及工作內容

基于掛籃懸臂澆筑混凝土施工為基礎，連續梁的結構體系形成往往會經歷較為復雜的過程，這其中存在諸多問題，例如，如何有效保障連續梁合龍后連續梁的軸線偏差控制在合理范圍內、如何確保連續梁在合龍后能夠形成良好的線形效果、如何保證實際施工過程中梁體階段面不會出現較大的作用力等。若想妥善處理這一系列問題，必須在事前精準分析。為了保證橋梁的主橋結構能夠快速建設完成，在施工過程中嚴格控制施工工序。

不難發現，大跨度連續梁的設計工作與實際施工之間具備緊密的關聯性，比如施工過程中所使用的施工方法、原材料的質量性能、施工工藝、施工技術、施工現場的作業環境等都會對橋梁的質量造成顯著影響。由于諸多影響因素的存在，導致實際施工過程中橋梁的狀態可能無法與設計效果保持一致，這就需要做好施工控制工作[2]。

主梁線形控制是指嚴格控制橋梁主梁的每一部分撓度與位移，假若這兩個指標的實測值與設計值存在偏差，則立即分析產生偏差的原因，并制定合理的優化措施，確保后續施工的質量不會出現問題。主梁線形控制的核心目的是確保主梁的結構標高符合設計要求。

3.2 施工監測方法

施工檢測主要是指監測橋梁結構的變形以及位移情況，詳細掌握橋梁結構的實際變形情況。利用檢測行為來保證橋梁結構的安全性與質量。鑒于此，可以使用以下方法。

1)檢測主體結構的形變與位移。在實際施工過程中監測每一節段的施工情況。監測的內容有主橋頂部的撓度，此外，關注混凝土澆筑前后、預應力張拉前后撓度的波動。

2)監測溫度波動以后帶來的影響。進一步分析發現，溫度對主梁部分撓度的影響非常大。所以必須在施工過程中嚴格監控溫度對撓度的影響，以此分析主梁撓度與溫度波動的關聯性[3]。

3)監測橋梁的預應力。利用管道的摩阻系數計算出較小的摩阻損失的具體數值，而后獲得橋梁的預應力與實際伸長量。由于箱梁的腹板出現裂縫，為了確保預應力的效力，應選取多種不同規格的預應力筋來監測預應力的實際數值。

4)監測主體解耦的物理參數。監測主體結構部分的具體尺寸、混凝土原材料的性能，為結構的受力性能分析提供充足的數據。

為了保證監測結果的精準性，應委托給第三方具有專業資質的機構完成監測工作。

3.3 施工時的線形測量控制

3.3.1 測量控制網

將經過復核無誤的高程控制點作為連續梁的控制基準點。當0#塊梁體澆筑完成以后將其作為掛籃移動的高程控制點。對掛籃移動的高程進行監測，保證波動在合理范圍以內。高程控制點屬于橋梁的統一高程控制系統，不但是連續梁施工過程中的高程控制依據，也是連續梁的形變控制依據，在實際施工的過程中必須保證控制點的精準性與穩定性。

3.3.2 測量監控實施內容

如上文所言，連續梁在施工過程中可能會受到的影響因素非常多，例如溫度波動、混凝土體積收縮、受載過大等。為了有效監測與控制連續梁的線形波動情況，嚴格監測每一道作業工序，具體監測內容如下。

1)在澆筑混凝土之前，測量主體結構底部模板的標高。結合設計單位所提供的數據構建出一個完善的研究模型，以此確定每一個節段混凝土澆筑底部模板的標高。

2)在尚未澆筑混凝土的節段端部埋設監測木樁。監測木樁的作用是觀察梁段部分混凝土澆筑前后高程的具體變化情況，通過監測數據來調整預抬值。

3)澆筑混凝土之前觀測木樁的標高，主要針對尚未澆筑混凝土的梁段與已經澆筑混凝土的梁段。

4)澆筑混凝土之前觀測木樁的標高。一般情況下，在架模時控制模板的高程，當混凝土澆筑完成以后，觀察各個梁端木樁的標高波動情況，這樣能夠為后續的梁端架模標高提供依據，以便及時調整模板的標高。

5)預應力張拉前后進行測量。測量出張拉前后標高的變化，掌握預應力施工對梁端高程造成的影響。

6)掛籃移動后進行觀測。當掛籃移動以后觀測梁端高程變化的情況。將實際測量的數據與設計數值相對比，發現問題以后立即采取優化措施。

3.4 線形控制的注意事項

1)在實際施工之前，復核設計圖中所提供的線形控制高程，無誤以后才能正式開工。

2)在安裝掛籃之前，檢查掛籃的構配件的質量，檢查內容為尺寸、焊接質量、材質性能等。

3)在掛籃澆筑混凝土的過程中，檢查各種關鍵性結構件的質量，發現問題以后立即整改。

4)必須復核尚未澆筑混凝土的梁段模板的高程，在高程無誤的情況下才能澆筑，當梁段的高程出現偏差時及時調整。

5)實際施工過程中應該多次測量與復核，探索出預應力作業以后溫度對高程所造成的影響。

3.5 糾偏措施

連續梁施工過程中，以優化后的高程作為標準控制各梁段的標高。在混凝土澆筑完成后，假若出現小幅度的偏差，則在下一個階段中合理微調。對于較大的偏差則應該返工，確保梁體線形的整體性效果。

4 結束語

連續梁橋懸臂施工中，梁體的撓度與線形控制會對施工質量造成顯著的影響，對施工狀態進行監測、調整會影響到橋梁施工安全及正常使用壽命，由此來看，在實際施工過程中務必要重視監測監控工作。

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