于旭阳
摘 要:在高速铁路建设中大跨度连续梁施工极为普遍,并且也是各条线路的重点工程,主要体现有大跨度连续梁施工条件困难、施工工艺复杂、施工周期长等特点,由于连续梁施工均是分段从两侧向中间推进,因此其线性控制、高程控制等要求极其严格,完善的连续梁施工测量技术是大跨度连续梁能否顺利完成的保证。
关键词:高速铁路;大跨度连续梁;测量技术
1 概述
大汶河特大桥起讫里程为(DK475+117~DK496+265),全长21.148km,布设657个桥墩和2个桥台,共布设大跨度连续梁5跨。
2 连续梁的施工监控
大跨度连续梁结构,在施工阶段随着桥梁结构和荷载状态的不断变化,结构内力和变形随之不断发生变化,且变化幅度值较大。因此需要对连续梁结构的每一施工阶段进行详尽的仿真分析和实测验证,并采用一定的方法对结构变形、应力加以控制,指导施工实践,以确保设计的施工过程或适当调整后的施工过程得以准确实现。
3 连续梁测量平面控制点加密
为了满足连续梁空间坐标控制的需要,首先要进行控制点的加密,每跨连续梁至少布置4个测量控制点,加密点的平面测量采用高精度全站仪按四等导线要求进行。起算点均和CPI点或CPII点进行联测,并进行整体平差。
4 连续梁计算
由于连续梁是现浇梁,因此不能像预制梁一样采用预制好的整体模板一次浇筑完成,为达到安全、高效的目的,要对连续梁进行合理的分段,采用逐段浇筑,中心合拢的方法进行,这就要求在施工前必须将每段的设计数据全部计算出来,挂篮法施工分段基本为3m一段(见图1),支架法施工一般为10~12m(见图2)。
图1 挂篮法施工分段图
图2 满堂支架法施工分段图
在进行连续梁设计数据计算时,首先要考虑每一个横断面上有哪些需要在放样和检测过程中进行控制的特征点,Ⅱ型板梁的加高平台为六面坡形式,为准确的控制好这个体型,就要求把相应的特征点的三维坐标全部计算出来(见图3)。
注:数字1~6、1~5为连续梁中心线及外部体型控制点;字母a~d、a~d为梁面六面坡体型控制点
图3 连续梁横断面测点图
内业计算数据正确与否,是整个连续梁能否顺利竣工的前提和保证,整个内业数据处理过程必须严谨、认真,每个环节的人员都要各负其责,踏踏实实做好计算、校核、审核工作,这就要严密的作业管理制度和尽职尽责的工作态度来保证。
5 连续梁施工测量
连续梁施工分为挂篮法和满堂支架法,下面分别简述这两种施工方法所对应不同的测量工序。
5.1 挂篮法
挂篮是悬臂浇筑箱梁的悬臂构架,又要吊挂施工平台,是极为重要的施工设备,是在挂篮的前端吊起新浇筑梁段混凝土的重量,靠后端锚固在已浇筑的梁体上保持整体平衡的施工结构。在施工过程中两只挂篮的受力必须清楚、明确,并必须保持稳定,因而在施工过程中和各个施工阶段的每个施工步骤都要做好,才能保证施工安全。
挂篮的特点:结构简单,受力明确;挂篮前端和中部工作面开阔,可以从挂篮中部运送混凝土,便于轨道安装及钢筋的吊装,加快施工进度(见图4)。
图4 挂篮结构示意图
挂篮前移到位后,进行底模、外模安装,钢筋绑扎和预应力管道布置,然后提升主桁平台及模型到设计标高位置,并对所有锚固及悬吊系统进行全面、细致的检查,确认安全可靠后,方可组织施工。
首先用全站仪在各个桥墩定出桥梁中心线位置,测设主桥各跨长度是否与设计相符,定出桥墩中心位置,然后定出桥梁中心线,在墩顶做好标记,指导0号块支架搭设、底模安装。在支架预压完成后,必须再次对底模进行复测,检查底模的高程和平面位置,确保准确。底模检测合格后,在底模上放出中心线,指导侧模的安装,在侧模检测合格后才可以进入钢筋安装等工序。在底板钢筋和侧面钢筋安装完毕后,要进行内膜的拼装,不仅要严格控制尺寸的大小,并要确保内模顶板的高程在设计规范内,否则内膜上浮或下沉都会造成顶板或底板过薄或过厚,从而造成质量事故。顶板钢筋安装完成后,要在顶板钢筋上放出六面坡的位置和高程,以确定收面的准确性,并要对侧模和内膜进行复核,以检测钢筋施工时是否对模板产生影响。
在0号块浇筑完成后,将横向桥墩中心、纵向桥梁中心全部布置在箱梁顶板的混凝土面上,便于后续施工段平面位置的测控。并对已浇筑成型的梁面进行变形测量,以确定浇筑后的形体变化,尤其是要对收面高程的检查,对于超出限差要求的要在下一段逐步进行调整,尤其是快接近合拢段时,更要对两边的轴线和高程进行严格监控,出现大的偏差时,要计算好每段的调整量,逐段渐变调整,确保合拢段顺利连接。
在支架、挂篮进行预压时,严格观测支架、挂篮高程的变化,特别是卸载前后挂篮各部分的高程变化情况,以便推算出支架及挂篮的弹性变形是否与原计算相符,在随后箱梁底模铺设时进行调整。
高程测量时在每个墩顶0号块上设置临时水准点,挂篮每节段高程测量都必须从0号块的基准点往前引测。箱梁每节段的高程控制,事先在箱梁内预埋观测点,必须对箱梁每节段施工全过程进行测控,观测箱梁标高变化。0号块的水准点高程,可以采用竖直传高法(水准仪+钢带尺传递法)进行高程传递,以确保其精度。为了保证高程系统的统一,竖直传高的高程基准点应起始于地面的水准工作基点上,并经过一段墩上的水准路线后下桥附和到另一基点上。
挂篮法施工程序的关键是:每个施工循环过程的结束都必须对已完成的节段进行全面的测量,分析实际施工结果与预计目标的误差,从而及时对已出现的误差進行调整,达到要求的精度后,才能对下一施工循环作出预报。
5.2 满堂支架法
满堂支架法连续梁施工即采用碗扣式支架,在桥墩承台、墩身施工完毕后首先对整个支架搭设范围进行清渣换填,再在处理好的地基上分层填筑三七灰土,浇注20cm厚的C20混凝土,在混凝土表面放出连续梁的纵向中心线,根据中心线搭设支架,支架立杆上设可调顶托,顶托上设置横桥向?准10槽钢,槽钢上布置纵桥向10cm×10cm方木(红松)。然后对支架进行分四级预压,调整支架标高后安装模板,底模、外模、内模均采用1.5cm厚竹胶板。满堂支架结构如图5所示。
按照设计图纸,施工顺序一般为:五个第一现浇段、两个边跨合拢段、两个中跨合拢段依次施工;根据施工进度要求,也可以将整个连续梁模板整体安装,一次浇筑完成,这在京沪高铁连续梁施工中已有成功的先例。
满堂支架法施工时,首先在两侧的墩顶放出桥梁中心线位置,并采用竖直传高法在墩顶布设高程点,指导底板的铺设,其测量程序和步骤与挂篮法测量相同。
6 结束语
连续梁施工是铁路桥梁施工中最为关键,也是最难施工的一个环节,从施工进度和成本方面都是最难控制的,测量工作的顺利与否是连续梁施工成败的关键,高精度、高效率地进行连续梁施工测量控制工作是对一个测量集体的考验,健全的测量质量管理制度、有效的测量监理监督机制是不可缺少的条件。
参考文献
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