钢混组合简支桁梁的横移施工监控

李浩

(广州铁路(集团)公司，广东广州510088)

钢混组合简支桁梁的横移施工监控

李浩

(广州铁路(集团)公司，广东广州510088)

赣韶铁路疏解线韶关浈江特大桥第14跨为钢混组合简支桁梁结构，由于上跨京广铁路上下行线，因此采用侧位浇筑、横移落梁就位的施工方案，桁梁横移距离33.3 m，两侧墩顶滑道梁采用4跨连续钢箱梁结构。本文对桁梁横移过程中影响安全的诸多参数进行分析和监控，包括对滑道梁强度和刚度进行检算，在横移过程中对滑道梁和桁梁进行实时监测，确保了桁梁横移施工安全，可为同类结构桥梁施工提供借鉴。

桁梁横移 滑道梁 监测 安全

1 工程概述

赣韶铁路疏解线韶关浈江特大桥全长2.3 km，其中第14跨上跨京广铁路上下行线，交汇夹角为30°，为下承式钢—混凝土组合简支桁梁结构，为了减少施工过程中对京广铁路影响，采用侧位浇筑、横移落梁就位的施工方案，横移距离33.3 m。

该组合简支桁梁全长90.0 m(含两侧梁端至支座中心各1.0 m)，桥面系部分采用预应力混凝土槽形梁结构，桥面以上采用钢桁架结构，桁高10.0 m，节间距11.0 m，两片主桁中心距6.7 m，自重22 360 kN，桁梁立面布置如图1所示，桁梁横移施工示意如图2。

图1 桁梁立面布置(单位:cm)

图2 桁梁横移施工示意(单位:cm)

2 影响因素

影响桁梁平稳、安全横移的因素有以下3个方面:

1)牵引机构的有效性和同步性;

2)两侧墩顶滑道梁结构的稳定性、平顺性和可靠性;

3)桁梁在横移过程中的稳定性。

牵引机构的有效性和同步性可通过工厂试拉等提前试验进行保证;滑道梁结构的稳定性、平顺性和可靠性可通过对滑道梁强度和刚度进行验算，并在横移过程中实时监测进行控制;桁梁的稳定性通过对其几何线形及桁梁两端平移距离进行连续监测，确保横移过程中桁梁不出现较大扭转，以防造成预应力混凝土槽形梁开裂和组合桁梁失稳。

3 滑道梁验算

横移的桁梁自重22 360 kN，4个支点单个反力为5 590 kN，同一梁端2个支点间距6.7 m。两侧滑道梁材料为Q345C级钢，截面为双工字梁横向拼接箱形，13#，14#墩顶滑道梁最大跨度分别为16.7，14.2 mm，14#墩顶滑道梁截面高2.0 m，13#墩顶滑道梁跨中加高至2.4 m。将单侧滑道梁梁顶荷载模拟为移动荷载作用于滑道梁顶面，桁梁横移过程中13#墩顶滑道梁受力如图3所示。13#，14#墩顶滑道梁最大跨跨中计算结果见表1。

图3 桁梁横移过程中13#墩顶滑道梁受力示意(单位:kN)

表1 桁梁横移过程中13#，14#墩顶滑道梁最大跨跨中计算结果

4 监测结果

4.1 滑道梁监测

该桁梁横向平移距离达33.3 m，受京广铁路天窗时间较短限制，分6 d横移到位，横移过程中对两侧滑道梁墩顶及最大跨跨中上、下缘应力及挠度进行实时监测。为防止滑道梁组合箱形截面出现扭曲失稳现象，进行应力监测时在滑道梁组合箱形截面两侧下缘均布置应力测点。13#，14#墩顶滑道梁应力测点布置如图4所示。桁梁横移过程中13#，14#墩顶滑道梁最大跨跨中监测结果见表2。

13#墩顶滑道梁最大跨跨中下缘单个测点最大实测应力值为144.4 MPa，下缘平均最大应力值为118.6 MPa;14#墩顶滑道梁最大跨跨中下缘单个测点最大实测应力值为200.6 MPa，下缘平均最大应力值为167.4 MPa;13#，14#墩顶滑道梁最大跨跨中平均最大挠度分别为23.40 mm与20.06 mm。

4.2 桁梁监测

在桁梁两侧布置几何线形测点及钢桁三维坐标测点，监测桁梁桥横移过程中竖向变形情况及两端同步性和桁架稳定性，测点布置如图5所示。

图4 13#，14#墩顶滑道梁应力测点布置示意

表2 桁梁横移过程中13#，14#墩顶滑道梁最大跨跨中监测结果

图5 桁梁几何线形及钢桁三维坐标测点布置示意

桁梁横移前后，跨中竖向向上起拱(左侧6.21 mm，右侧7.20 mm)，符合桁梁桥在混凝土收缩徐变作用下整体向上起拱趋势，起拱数值较小。

横移过程中钢桁三维测点横移距离监测结果见表3。可见，桁梁与混凝土槽形梁间存在轻微扭转现象，在第4 d时扭转值最大，13#墩顶钢桁顶面相对混凝土槽形梁向横移方向后倾3.17 cm，此时14#墩顶钢桁前倾0.29 cm，相对扭转3.46 cm。在横移至第5 d时，13#墩顶梁端横移速度较快，横移距离达到26.337 9 m，比14#墩顶梁端超出18.33 cm，导致滑船卡死，最后一天进行调整后横移到位，其中13#墩顶梁端横移33.205 5 m，14#墩顶梁端横移33.195 6 m，13#墩顶梁端横移距离较14#墩顶梁端远0.009 9 m。

表3 横移过程中钢桁三维测点横移距离监测结果m

5 异常数据分析

1)13#墩顶滑道梁最大跨跨中截面下缘内外侧最大应力实测值分别为144.4，92.8 MPa，14#墩顶为200.6，134.2 MPa，两侧应力值差异分别为51.6，66.4 MPa，均是靠近桁梁跨中一侧的应力值偏大。这是由于桁梁自身的下挠所致，说明组合箱形滑道梁均有向桁梁跨中扭转趋势。

2)13#，14#墩顶滑道梁实测最大挠度与最大应力较理论值偏大。经分析，原因为监测值中包含桁梁初始静止状态下最大跨跨中存在的竖向反拱值。修正后理论值:13#墩顶24.84 mm，175.7 MPa;14#墩顶21.23 mm，170.7 MPa。实测值略小于理论值，与预期相符。

3)桁梁左、右侧竖向变形基本对称，当单侧两支点位于滑道梁支撑立柱两侧时，桁梁存在相对扭转，但扭转值很小。

6 结论

1)组合简支桁梁横移施工监测过程中，钢结构滑道梁自重作用效应较小，可忽略其影响。

2)多跨式滑道梁在上部桁梁自重作用下存在初始受力变形，后期横移施工监测过程中需考虑这部分初值。

3)滑道梁采用组合钢箱梁截面形式，钢箱梁截面存在较为明显的扭转受力现象，在以后的设计中应加强横向联系，降低钢箱梁由于局部失稳而造成滑道梁倾覆的危险性。

4)通过监测钢桁的三维坐标，能有效地控制桁梁两侧梁端的横移进度，保证桁梁在横移过程中的稳定性。

［1］周会军.大吨位桥梁横移落梁施工技术［J］.铁道建筑技术，2003(4):9-11.

［2］刘真.铁路既有线桥梁的横移施工［J］.铁道建筑，2004 (1):13-17.

［3］中华人民共和国铁道部.铁建设［2010］241号高速铁路桥涵施工技术指南［S］.北京:中国铁道出版社，2010.

［4］中华人民共和国铁道部.TB 10415—2003铁路桥涵工程施工质量验收标准［S］.北京:中国铁道出版社，2003.

［5］中华人民共和国铁道部.TB 10101—2009铁路工程测量规范［S］.北京:中国铁道出版社，2009.

(责任审编周彦彦)

U445.461

A

10.3969/j.issn.1003-1995.2015.06.11

1003-1995(2015)06-0038-03

2015-01-13;

2015-03-04

李浩(1980—)，男，湖南怀化人，高级工程师，硕士。