西长凤高速泾河连续（刚构）梁桥线形监测

2015-12-06 06:30任庆国

长春工程学院学报（自然科学版） 2015年1期

任庆国

（陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南714000）

1 工程概况

泾河特大桥位于泾川县窑店乡练范村川里组与宁县长庆桥镇长庆桥村之间的泾河上，横跨长武塬、泾河河谷及董志塬边缘，属于大跨度连续刚构桥，全长1 726m，桥面高度约85m，其主桥跨度为：（87＋5×162＋87）m，跨越泾河主河槽及拟建的西平铁路长庆桥火车站，起点桩号K11＋601，终点桩号K12＋585，长984m，本文针对主桥线形监测过程进行了详细介绍。

2 计算模型

2.1 计算程序

计算程序运用MIDAS／Civil 2010软件。在进行计算时，用梁单元模拟主桥，各梁段离散为梁单元。按照施工情况及箱梁截面情况，全桥共划分为278个梁单元，279个节点。具体划分情况如下：每个0＃段划分为2个单元，每个悬臂浇筑段作为等长度的1个单元，合龙段均作为2个单元，边跨现浇段划分为1个单元。其中，节点编号按其X坐标递增顺序依次编号。输入截面单元时，依据施工图设计，输入每个单元两端的截面、梁段中间的截面即可利用程序的单元分割功能自动生成。计算模型图如图1所示。

图1 计算模型图

2.2 材料的定义

见表1所示。

表1 材料定义表

2.3 荷载的考虑［1］

预应力及施工挂篮荷载（含模板及施工机具自重）是主要考虑的荷载。在箱梁浇筑段，挂篮荷载为集中荷载，作用在已浇筑梁段的前端节点之上，其大小是按施工现场的637.4kN考虑的，并没有取设计值，计算程序不考虑挂篮自身的变形。

根据预应力钢束的几何形状及空间位置来考虑预应力荷载，并将预应力钢束的单元号和布置形状输入到计算程序中，全桥共输入606束预应力束。

低松弛钢绞线的松弛系数根据规范规定为0.3。孔道摩阻系数的初值按照设计取0.17，孔道偏差系数的初值依据设计图纸取0.001 5。该工程的张拉控制应力为1 302MPa（扣除锚口损失后），并采取两端张拉的张拉方式进行张拉。

3 主梁挠度测试截面及测点布置

泾河特大桥主桥（87＋5×162＋87）m刚构－连续梁主梁挠度监测截面共计（单幅）266个，每个截面共设测点3个，挠度测点总计798个（单幅）。考虑到桥梁施工过程中挠度监测的重要性，桥梁对称施工过程中挠度均需要持续监测，必要时增加主梁中线上的挠度测点。空间位置检测控制截面及测点如图2所示。

图2 空间位置监测控制截面及测点

4 线形监测成果分析

4.1 每阶段测量工作的内容

每个桥梁施工阶段需要完成的工作内容如下［2－3］。

4.1.1 挂篮定位

按照监控方所提供的桥梁立模标高定位挂篮底模的前端标高和顶板标高。这时需要设置以下测点，如图3所示。

图3 每个阶段测点布置的侧立面图

挂篮定位需要测量以下内容：

1）测点2的标高，使其符合文件要求；

2）顶板的立模标高等于底板的立模标高加梁高；

3）已施工梁段的所有顶板钢筋头的测点标高；

4）测点3标高，并计算测点3与测点2的标高差。

4.1.2 浇筑混凝土

浇筑梁块混凝土时需完成的测量工作如下：

1）浇筑前仔细检查挂篮的定位标高，确保标高无误后再开始浇筑梁块混凝土；

2）混凝土浇筑即将完成后，按照标高预告表提供的混凝土浇筑即将完成时的顶板顶面（不考虑排水坡的标高）进行重新定位顶板顶面标高，排水坡尺寸不变，在标高预告表给出的顶板顶面（不考虑排水坡的标高）基础上重新定位排水坡。

4.1.3 混凝土养护期间

混凝土养护期间需完成以下测量内容：

1）测点1标高；

2）为测量测点2标高，需要先测测点3的标高；

3）顶板顶面（不考虑排水坡，最低点）混凝土表面标高。

4.1.4 预应力张拉后的测量内容

1）已施工完成梁段所有顶板的钢筋头测点（测点1）标高；

2）测点3标高，目的是测量测点2标高。

4.2 误差控制标准［4－5］

根据控制目标：桥梁各点的线形误差均控制在2cm范围之内，本桥的误差控制标准为：

1）挂篮的定位标高和预报标高的差值控制在1cm之内；

2）预应力束张拉完毕后，如果梁端的测点标高和预报标高的差值超过±1cm，需分析误差产生的原因，及时确定调整措施；

3）如有其他原因影响到梁体标高，其调整方案也应及时分析研究，提出控制意见。

4.3 合龙误差分析

以5＃墩现浇段及6＃～7＃墩合龙段梁体的走向图为例进行合龙误差分析，如图4～5，图中：梁体实际走向＝梁底阶段实测标高－梁底设计标高；梁体理论走向＝梁底阶段理论标高－梁底设计标高。

4.3.1 5＃墩现浇段

1）右幅。6＃墩后21＃块实测梁底标高比理想梁底标高高出2.3cm，5＃墩现浇段实测梁底标高比理论梁底标高高出3.85cm。理论的6＃墩后21＃块与5＃墩现浇段的标高差值为5.1cm，实测的6＃墩后21＃块与5＃墩现浇段的标高差值为6.65cm。故合龙精度为6.65－5.1＝1.6cm，在允许范围之内。

2）左幅。6＃墩后21＃块实测梁底标高比理想梁底标高高出4.2cm，5＃墩现浇段实测梁底标高比理论梁底标高高出2.8cm。理论的6＃墩后21＃块与5＃墩现浇段的标高差值为4.6cm，实测的6＃墩后21＃块与5＃墩现浇段的标高差值为3.2cm。故合龙精度为4.6－3.2＝1.4cm，在允许范围之内。

4.3.2 6＃～7＃墩合龙段

1）右幅。6＃～7＃合龙施工时的梁体位移的变化如图4～5。

图4 6＃～7＃墩合龙前合龙误差变化

图5 6＃～7＃墩合龙前梁底标高变化

6＃墩大里程21＃块实测梁底标高比理想梁底标高高出3.83cm，7＃墩小里程21＃块实测梁底标高比理论梁底标高高出3.1cm。理论的6＃墩大里程21＃块与7＃墩小里程21＃块的标高差值为4.6cm，实测的6＃墩大里程21＃块与7＃墩小里程21＃块的标高差值为3.33cm。故合龙精度为4.6－3.33＝1.27cm，在允许范围之内。

2）左幅。6＃～7＃合龙施工时的梁体位移变化如图6～7。

6＃墩大里程21＃块实测梁底标高比理想梁底标高高出3.9cm，7＃墩小里程21＃块实测梁底标高比理论梁底标高高出4.8cm。理论的6＃墩大里程21＃块与7＃墩小里程21＃块的标高差值为4.6cm，实测的6＃墩大里程21＃块与7＃墩小里程21＃块的标高差值为2.7cm。故合龙精度为4.6－2.7＝1.9cm，在允许范围之内。

4.3.3 合龙误差汇总

泾河特大桥主桥合龙阶段合龙段两端合龙误差列于表2。