桥梁施工大跨度悬浇连续梁线性监控

张豪曼

摘要：挂篮悬臂浇筑使用少量施工机具设备，避免大量支架，可以方便地建造跨越深谷、流量大的河道和交通量大的立交桥，而且施工不受跨度限制，跨度越大，其经济效益越高。本文以某高速铁路特大桥为工程背景，通过理论预测与实测数据分析研究了悬浇连续梁桥线形监控技术，探讨了施工过程中影响梁体线形的主要因素如预应力、温度、自重等。

关键词：大跨度连续梁;线性监控;高程监测;悬臂浇筑法

一、铁路特大桥大跨连续梁的施工方法发展及监控

悬臂浇筑法是连续梁桥施工中常用的一种施工方法，在施工中使用挂篮作为移动模架，混凝土的灌注、钢筋的绑扎、预应力筋的张拉等工作全部在挂篮内实施。悬臂浇筑法施工从20世纪60年代阿前西德首先使用以来，发展至今，已成为修建大中跨径桥梁的一种有效施工手段。

1.施工监控理论

施工监控工作旨在利用桥梁施工控制理论和方法对连续梁桥的施工过程进行严格的控制及调整。一方面根据实际施工方法对施工每一阶段进行理论计算，求得施工阶段施工控制参数的理论计算值;另一方面对施工过程中的关键控制值（主梁线形）进行精确测量，针对实际施工过程中由于各种因素所|起的理论与实际结果偏差，采用会理的方法加以控制、调整。

2.线形监控工作内容

高铁桥梁系按悬臂浇筑法施工，在梁段不断外伸的施工过程中，实时监测数据得到不断累积，并及时反馈修正后续梁段的立模标高及其它施工计算参数，形成一个自适应的闭环控制过程。然而，与斜拉桥不同，该桥的主梁线形后期调控手段有限。因此，在施工实时计算中，要根据既有经验通过调查和反馈分析尽可能准确地取定各项计算参数，以求得符合实际的挠度预测值和立模标高。同时在梁段悬臂施工的每一阶段，必须严格测定立模标高，监控挂篮变形，杜绝标高误差出现累积。一旦出现实际标高偏离预测值。则需要结合精度要求，及时做出分析判断，并采取调整下一梁段立模

二、悬浇连续梁线形监控重要性和基本原则

连续梁悬臂施工要经历一个漫长而复杂的过程，以及体系转换的过程。施工阶段、结构体系转换、约束条件和施工荷载都在不停变化，桥梁的内力状态和变形随之变化，加上实际施工的各种因素的干扰，包括材料的性能、施工荷载、预应力损失、混凝土收缩，可能导致桥梁实际结构与理想状态之间产生差异，使成桥线形和内力状态偏离设计要求，给桥梁施工安全、外形、可靠性、行车条件和经济性等方面带来不利影响。以往在没有进行施工控制的悬臂施工过程中常出现两种现象：一种是施工人员凭经验拍脑瓜办事的现象，随意性大，结果自然不言而喻。另一种是施工人员为了怕负责任紧抠设计图纸中的预供量，不顾实际施工情况，导致最终全桥合拢困难，线形与设计也大相径庭。因此对悬臂施工全过程（高程、应力、线形等）进行施工控制是十分必要的。

桥梁施工监控是一个“预告、监测、识别、修正、预告”的循环过程。施工监控最重要的目的是确保施工过程中结构的安全，具体表现为：结构内力合理，结构变形控制在允许范围内，并保证有足够的稳定性。

三、线性监控具体实施方法

1.施工监控方法

在施工过程中及时测定结构的几何尺寸、材料特性、施工荷载等参数，在关键断面安装应力、挠度测点，在每个工况下进行结构应力和变形监测。在施工前和施工过程中均须对结构进行详细的计算分析，对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析。分析结构的实际状态与理想状态的偏差，用误差分析理论来确定或识别引起这种偏差的主要设计参数。修正计算参数，按实际的施工过程对桥梁结构进行正装计算，使计算的成桥状态与理想状态的差别在允许范围之内，确定下一阶段的施工参数（立模标高）。

2.注意事项

2.1 测量及误差控制。从挂篮的前移定位至预应力钢束张拉完毕为一个施工周期，每个周期中每段浇注和张拉预应力钢筋后，测量所有已施工梁段上的高程测点，分析测量结果，根据上一施工周期梁底标高测量值和应力、温度等测量结果计算、预报下一施工周期的挂篮定位标高。

2.2 线形的调整。在施工过程中，由于结构实际情况与理论计算的差异以及挂篮定位标高放样的误差，必将导致已建部分在成桥时的线形出现不能消除的误差。若对误差不予调整而继续施工，将导致全桥的线形波动较大。鉴于这种情况，须对未施工阶段的控制线形作出修改。

四、工程分析

1.主梁线形和应力监测

1.1 主梁线形监测。每个墩顶布置1个水平基准点和1个轴线基准点。施工时在各梁段预埋测点，测点布置在梁段前端处，测点布置如图1所示。测量时间在早上7：00左右和下午5：00以后进行。主梁各节段的挠度观测内容有：①根据提供的立模标高，测量人员对底模标高进行现场精测;②绑扎钢筋后，混凝土浇注前，对立模标高进行复测;③混凝土浇注完成后0.5 d内，对新浇注梁段的6个测点进行测量;④在混凝土养护时间足5 d后、预应力张拉前0.5 d内，对新浇注梁段6个测点进行测量;⑤在本梁段预应力张拉完、模板拆除后0. d内，对已施工各节段测点进行测量。

2.结果分析

2.1 线形结果。该连续梁进入上部节段施工，按照監控方案进行理论计算，施工监控测量、分析。对部分节段理论计算、实际设置拱度和实测变形。该连续梁桥通过施工过程线形的测量控制，最后合龙时高差均小于15 mm。实测应力均比理论计算值大，但都小于允许应力。分析其原因主要是计算时未考虑混凝土收缩应力，根据计算该桥收缩产生的应力为2.0～3.0 MPa，这样就与监控结果基本相符。连续梁施工过程线形监控和应力监测，梁部竣工线形符合设计要求，应力在允许范围内。后续将对成桥后在二期恒载和混凝土收缩、徐变影响下线形变化和应力进一步监测。

五、结束语

总之，近年来，悬臂灌注法施工已在我国公、铁路桥梁建设中得到广泛应用，成为我国预应力混凝土大跨径桥梁的主要桥型之一。

参考文献：

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