浅谈连续梁线性控制的意义与内容

杜渊

摘要:结合石济客专济南枢纽工程黄河南特大桥工程, 对悬臂浇筑梁线性监控的意义及内容进行了探讨, 以连续梁线形的施工监控为主要叙述对象，来阐述连续梁线性控制的重要性以及主要内容。

关键词：监控 连续梁 意义

中图分类号： C35 文献标识码： A

1 工程概况

新建石济客专济南枢纽工程黄河南特大桥位于济南市槐荫区内，本桥位于山东省济南市境内西部地区，京沪高铁正线东23-60m，大致平行。自北向南上跨G35高速公路、经美里、中赵村、跨济齐路后结束。设计目标速度250km/h，采用有砟轨道。该桥于53#-56#墩跨越G35高速公路，采用（40+56+40）m连续梁跨越。

2施工控制

2.1施工监控的主要工作内容

根据设计图和施工方案，施工过程主要分为在支架上施工0#号块，采用挂篮悬臂浇筑循环施工1#~7#块、边跨现浇段施工和合龙段施工。施工监控的具体内容为：

（1）施工监控的前期计算，形成线形监控所需的控制文件；

（2）施工过程中的跟踪分析与计算；

（3）对施工过程中的监控量测数据进行分析，发布线形控制指令；

（4）对关键施工工艺以及质量和安全控制措施进行技术指导；

（5）对施工中的临时结构（托架、挂篮和支架等）进行检算，确保施工过程中临时结构的安全。

2.2施工监控的意义

大型桥梁，理想的几何线形与合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖于科学合理的施工方法。如何通过对施工过程的控制，在建成时得到预先设计的应力状态和几何线形，是桥梁施工中非常关键和困难的问题。

尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是由于施工中出现的诸多因素，事先难以精确估计，以采用悬臂浇筑的预应力混凝土连续梁桥为例，材料的弹性模量、混凝土徐变收缩、挂篮重量取值、施工荷载、有效预应力大小和温度对结构的非线性影响等因素，在设计时很难准确把握，所以必须在施工过程中对桥梁结构进行实时监测，并根据监测结果对设计的施工过程进行相应的调整，使桥梁建成时最大可能地接近设计状态，这就是施工监控工作的最终目标。

对采用挂篮悬臂浇筑施工的连续梁桥，影响成桥线形和结构内力状态的因素主要有以下几方面：

（1）浇筑主梁混凝土超方量及墩两侧悬臂重量不平衡

（2）挂篮定位误差影响

（3）预应力张拉及预应力损失的误差

（4）挂篮非弹性变形

（5）混凝土弹性模量

（6）混凝土徐变及收缩

（7）施工过程中的临时荷载

当上述因素与估计不符，而又不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时，必然导致在以后阶段悬臂施工中采用错误的纠偏措施，引起误差累积。因此施工监控是大跨连续梁桥施工过程中不可缺少的工作。

3 线形控制监测内容

为防止结构在施工过程中产生非正常变形和应力，施工过程中需进行实时跟踪监测。施工监控量测的主要工作就是在荷载有明显变化的工况，包括挂蓝前移、浇注混凝土、张拉预应力筋，拆除支架等施工工况时对结构的变形进行监测并进行实时反馈。以下为各施工阶段线形控制与量测的工作要点。

3.1零号块施工

零号块施工前后的主要工作内容以及监控测点布设。

（1）建立主墩沉降观测点的初始值；

（2）在主墩附近拼装支架，对支架进行120％荷重的预压；

（3）根据对支架预压测量结果的分析，监控单位发布0#块梁底（底模顶面）定位标高指令，施工单位按此指令设置梁底（底模顶面；节段接缝处，下同）立模标高；

（4）混凝土浇筑前复测梁底（底模顶面；节段接缝处，下同）定位标高（左、右；面向大里程方向，下同），如浇注前复测的底模顶面标高与监控单位提供的实际定位标高差值的绝对值大于本节段支架变形取值的1/3，及时通知监控单位；

（5）混凝土浇筑后，测量梁面上预埋钢筋头的测点标高（左、右）、同时测量本节段（节段接缝处）的梁底（底模顶面）左、右两测点标高，得到梁顶测点与梁底测点的高差；

（6）预应力束张拉后，测量梁面上预埋钢筋头测点标高（左、右）、同时测量本节段（节段接缝处）的梁底（底模顶面）左、右两测点标高（可对以上得到的梁顶测点与梁底测点高差进行校核）。

3.2主梁悬臂浇筑循环施工

在0#块上安装挂篮，对挂篮进行120％荷重的预压，施工单位向监控单位提供挂篮预压试验变形测试结果，监控单位据此确定挂篮变形的取值。

从挂篮的安装（或前移）至本节段预应力钢束张拉完毕是连续梁桥节段施工的一个循环，每个循环周期中有关施工监控量测要求如下：

（1）根据监控单位发布本节段梁底（底模顶面）定位标高指令对梁底（底模顶面；节段接缝处，下同）进行定位，测量定位后梁底（底模顶面；节段接缝处，下同）实际定位标高（左、右）：

（2）浇筑混凝土前，对挂篮各紧固件和锚固件进行检查，注意对后下横梁吊带进行检查并紧固以防错台；

（3）浇筑前复测梁底（底模顶面；节段接缝处，下同）定位标高（左、右），如浇注前复测的挂篮底模顶面标高与监控单位提供的实际定位标高差值的绝对值大于本节段挂篮变形取值的1/3，需及时通知监控单位，必要是需对挂篮底模标高进行调整；

（4）混凝土浇筑后，测量所有已完成节段（包括本节段）梁面上预埋钢筋头的测点标高（左、右）、同时测量本节段（节段接缝处）的梁底（底模顶面）左、右两测点标高，得到梁顶测点与梁底测点的高差；

（5）预应力束张拉后，测量所有已施工节段（包括本节段）梁面上预埋钢筋头测点标高（左、右）、同时测量本节段（节段接缝处）的梁底（底模顶面）左、右两测点标高（可对以上得到的梁顶测点与梁底测点高差进行校核）。

（6）监控单位根据本节段一个施工周期的测量结果经计算分析后，预报下一节段梁底（底模顶面）定位标高指令。

挂篮悬臂循环施工阶段测量工作的具体内容及要求见表3.2.2。

表3.2.2 节段循环施工监控测量工作内容

4 线型控制的注意事项

(1)施工前,应对设计图提供的各节段线型控制高程进行认真核算,确认无误后方可采用。

(2)挂篮的主要承重部件在安装前应进行严格质量检查。探伤材质、检查结构尺寸、焊缝尺寸及焊接质量,检查后应有详细记录。

(3)挂篮在灌注过程中对主梁、悬吊杆件、反吊杆件、后锚杆件及其它关键部件经常检查。悬臂的线型控制,应综合考虑悬臂长度与重量、挂篮重量与施工荷载、预加应力、温度及施工调整等因素。

(4)悬臂梁段的模板高程必须严格控制,混凝土浇筑前必须全面复核。在混凝土灌注前, 应对挂篮各主要受力部位进行严格检查, 并办理签证。

(5)混凝土灌注过程时,应勤测量、勤复核, 对预施应力前后及温度影响应及时找出变化规律并加以修正。

(6)在5级以上风力时,不宜进行挂篮作业。挂篮的四周应布设防护栏栅,以确保施工过程中的人身安全。

结语

本文结合黄河南特大桥工程实例，就连续梁线性施工的控制内容诸多因素做了较详细的分析。做好连续梁桥悬臂浇筑施工线型控制,控制好挂篮法的变形,对推广悬臂连续梁挂篮法在桥梁和公路界的应用有着重大的意义。