挂篮悬臂浇筑施工监测及数据分析

赵 亮 余叶豪 包坤坤 李春彬 郝迎喜上海宝冶工程技术有限公司 上海 200941

自20世纪80年代以来，我国桥梁建设事业得到了高速的发展，挂篮悬臂梁亦是桥梁事业中关键性的一环。考虑到挂篮悬臂梁在现场实施时，其实际工作状态与理论设计状态会存在一定的差异，为确保挂篮施工的安全性和为施工技术人员后续工作做出正确的判断提供理论依据，挂篮悬臂施工监测工作是必须要做的。

1 工程概况

贵阳轨道交通2号线二期工程小碧站～云盘村站区间，本悬挂段位于贵阳市南明区小碧乡云盘村附近西南环线内，小寨桥及猫洞河北侧，线路沿原西南环路路中敷设，和改造后西南环路高架并行。高架区间起止桩号为YDK47+388、YDK48+008，长620m。高架段共计15个桥墩，1个桥台，17跨，1#-15#属于悬臂段，16#、17#属于合拢段。挂篮位置见图1。

图1

本区间挂篮段上跨猫洞河，T构墩墩高15m，大里程接云盘村车站，主墩为15#墩，梁与桥墩之间为刚性连接，梁采用悬臂浇筑法施工。挂篮施工工序如图2

图2

1、以15#墩为中心对称往两侧移动挂篮一个节段。

2、对称悬臂浇筑2节段混凝土，只有当混凝土达到95%强度及100%设计弹性模量时，纵向预应力筋才能延展，并且需达到5天龄期，然后纵向预应力筋可以拉伸，首先是腹板筋，束然后是顶板束。张力和锚固从靠近腹板的钢束对称进行。

3、重复以上步聚，完成对称悬臂灌注完成3～15 号梁段，然后张拉顶板和腹板钢束。

4、用万能钢筋和型钢在在边墩顶部安装支架，形成现浇边跨17段的支架，并对支架进行预压，消除非弹性变形。利用支架浇筑4.95m米长的17号梁段。

5、在完成15号及17号梁段后，利用支架浇筑2m长的16 号梁段，顺序张拉靠近腹板附近的钢束，并完成合拢。

2 监控目的及方法

2.1 监控目的

在施工过程中，由于混凝土浇筑、挂篮移动、施工荷载、预应力张拉、混凝土收缩及徐变与温度等因素，控制不当会使悬浇梁段的合拢误差增大，这与桥梁设计目标不符合。为了使施工按照按设计意图进行，保证施工安全，最终达到设计的理想状态，应进行线型监控，以保证最初线形平顺。

对于大型桥梁，理想的线形与合理的内力状态不仅关系到设计，而且还取决于科学合理的施工方法。如何控制施工过程，获得到预先设计的应力状态和几何线形是桥梁施工过程中一个非常关键和困难的问题。同时，施工控制的结果为桥梁实行长期监测提供了原始依据，也是桥梁运行运营状态监测的出发点。为此针对桥梁设计目标，通过对施工过程仿真分析、现场监测和误差识别与预测，在施工过程中对桥梁结构进行反馈控制，为实现设计要求的成桥结构受力与线型状态提供技术支撑。

2.2 监控方法

线型监测：连续梁桥每节主梁的平面和立面可以通过嵌入的中间杆来观测，每段箱梁节段可分为三个阶段，在挂篮前移后（混凝土浇筑前）、浇筑混凝土后和张拉预应力后，均需观测既有箱梁上的监测点，从而达到确定悬臂梁下一阶段的立面标高，以使施工状态尽可能接近设计状态目的。每个梁段在大小里程处各布设6个高程观测点，每个梁段有12个高程观测点，采用高精度电子水准仪进行观测,测点布置如图3所示。

图3

3 监测结果分析

本文主要分析2018年09月20日～2019年09月10日挂篮悬臂梁施工期间及合拢后的线性监测数据，现对于悬臂段1#～15#数据进行分析。现已将各梁段在浇筑后、张拉后两个节点相对于浇筑前的平均沉降数据汇总如下（见表1）. 由图5及表3可知，在以15号墩为中心对称的情况下，挂篮逐步往两侧推进时，其1#至15#混凝土浇筑后对比浇筑前的累计平均沉降量随着挂篮的延展而逐步增大，而预应力张拉后监测点标高会略有抬起。建议往后需减小弹性变形量，从而达到更好的控制挂篮变形，增加挂篮施工的安全性和可控性。

在2019年9月10日挂篮桥面合拢后，我方对全桥高程进行了通测，通测结果如下。由表4可知，全桥大小里程的实测标高均处于控制标高与设计标高之内，全桥实测标高与设计标高相差在±3cm以内，达到预期目标，全桥线形与设计线型整体吻合较好。

表1

图4

表2 合拢后全桥通测数据表

4 结语

（1）我方通过监控量测分析可了解挂篮施工过程中各项结构性能，降低安全事故发生率，为判断前步施工是否符合预期要求、优化和确定下一步施工工艺及参数提供了依据。合拢后我方亦比对了各施工阶段完成后绝对高程与理论高程，发现各工况下两者线形吻合较好，各阶段施工误差和合拢误差均控制在允许范围之内，基本达到了预期的效果，满足桥面平顺性的要求。

（2）本文的数据分析是以各悬挂段施工节点的监测数据为对象进行了分析，但仅选取了沉降数据；建议往后的研究中选取多个样本，将主梁应力，结构计算方法，桥墩应力，悬挂段位移多项数据进行横向实时比对分析。