连续曲线钢箱梁及钢混组合梁顶推施工监控技术★

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(武汉交通职业学院，湖北 武汉 430065)

1 概述

随着我国交通事业的快速推进及高等级道路的网格化发展，各类立交工程也日益增多，其中有不少是在既有道路的基础上修建立交桥，这就产生了大量的跨线匝道桥，这类匝道桥大多为弯桥、坡桥。同时，由于顶推施工具有对既有道路的交通影响小，对施工场地的要求低等特点，在跨线桥梁施工中被越来越多的采用。因此，亟需对桥梁顶推施工有关问题进行研究。桥梁施工监控是对施工过程中的各项结构参数进行严格的监测和调控，通过施工现场的结构测试，合理调控，确保桥梁系统处于可控状态，保证桥梁的施工安全与施工进度计划，为施工过程提供决策技术依据，为结构行为控制提供理论数据，从而全面正确地指导施工，确保施工成桥状态与线形设计目标值相符，有效地控制桥梁结构状态。

2 工程概况

2.1 地质概况

桥梁拟建场地位于广东省珠海市横琴新区，橫跨横琴口岸边防区、限定区以及琴海东路，东面临海，西为通关限定区，南至濠江路，北至港澳大道，交通较为便利。珠海地区地质构造存在大量花岗岩侵入和多体系断裂构造较发育情况。拟建场地原始地貌单元属滨海滩涂地貌，原地势低洼，后经人工填土、填砂抬高，现在地形总体较平坦，但上覆建筑物数量众多，种类复杂，对施工会有一定的影响。

2.2 结构型式

莲花大桥在出境匝道C14～C18桥跨处上跨临时保留的入境A匝道和琴海东路，该联采用跨径组合27 m+41.5 m+38.5 m+30 m的连续钢箱梁，平曲线半径60 m，桥梁宽16.7 m。箱梁采用等高2.2 m，连续钢箱梁采用直腹板，连续钢箱梁外形与连续钢混组合梁外形对齐(见图1)。

C11～C12钢混组合梁段桥跨位于入境A匝道和琴海东路，该联采用跨径40.0 m的简支组合梁。从景观上考虑，简支组合梁外形尺寸与混凝土箱梁对齐，采用直腹板，桥宽13.75 m，跨径40 m，梁高2.2 m。钢梁顶、底板采用内对齐原则，中腹板采用中线对齐，结构底板采用同2%横坡(同道路方向)，顶板采用和道路相同横坡。

2.3 施工方法

C15～C16跨越入境匝道，跨度41.5 m，无法用起重设备直接安装，C18～C14桥跨顶推采用边顶推边安装钢箱梁的工艺，分次安装和顶推。C11～C12钢箱梁位于莲花大桥主桥下方，无法采用大型起重设备安装到位，采用钢箱梁一次安装顶推到位工艺。

3 施工监控目的及监控方案

3.1 监控目的

箱梁的顶推过程是结构体系不断转换的过程，加之其又为曲线桥梁，梁体受力很复杂;顶推过程中梁体不仅上下扰动，在平面内也将扭转，箱梁及导梁在顶推过程中线型不断变化，线型控制尤为困难。另外，临时支墩一旦发生压缩变形和水平位移，就相当于对主桥结构施加一个强迫位移，从而在结构内产生较大的附加内力，对结构的安全不利，所以顶推中必须对其作实时观测。监控目的是确保顶推过程中梁体的稳定，不致出现倾覆或破坏;确保顶推就位后的梁体线型满足设计要求。

3.2 监控方案

3.2.1监控内容

1)几何形态监测：包括临时墩、导梁、钢箱梁等的标高、变形、温变影响等。

2)应变监测：包括临时墩、导梁、钢箱梁等的关键截面应力监测。

3.2.2监测点的布置

C11～C12钢箱梁段桥跨处莲花大桥匝道下方，位于入境A匝道和琴海东路，该联采用跨径40.0 m的简支组合梁。施工时，C11～C12梁段在支架上拼装好后采用整跨顶推方式进行施工。根据施工特点，需在C11～C12段箱梁首尾两端顶板上布置几何控制测点，测点布置示意图如图2所示。

C14～C18跨钢箱梁位于半径R=60 m的圆弧上，制造时分为25个节段制造(C-7A-1～C-7A-25)，顶推施工C-7A-5～C-7A-22，其余梁段在支架上施工。根据合同内容需对顶推施工段进行监控。

根据施工特点，需在C-7A-5～C-7A-22段各箱梁顶板上布置几何控制测点，测点布置如图3所示。

布置点放样时需注意，首先在每个节段(如C-7A-6)梁端距梁端20 cm偏移一条线(该线与梁端顶面断面线平行)，然后在该条线上向内侧偏移一点250 cm，可确定测量点1,3；几何控制测点务必放样准确，见图4,图5。

4 监控结果及分析评价

4.1 监控结果

4.1.1变形

顶推施工完成后，C11～C12段钢箱梁偏差、C14～C18段偏差分析情况如表1～表3所示；其评估示意图见图6，图7。

4.1.2应力监控

整个顶推施工过程中C11～C12段、C14～C18段对应钢箱梁应力水平较低，结构处于安全可控状态。

4.2 分析评价

根据横琴口岸莲花大桥钢箱梁顶推完成状态的评估结果，可以得知：

1)在落梁阶段，C14～C18,C11～C12对应钢箱梁实测轴线、里程位置与理论值吻合较好；实测钢箱梁轴线偏差、里程偏差与理论位置最大偏差在±10 mm内，满足规范要求；

2)主梁、导梁钢箱梁关键截面节点应力符合规范要求。

表1 C11～C12段顶推施工完成后轴线、里程偏差情况

表2 C14～C18段顶推施工完成后轴线偏差情况

5 结论与展望

5.1 结论

通过在施工过程中跟踪每个施工环节,将施工监控的技术成功运用于莲花大桥曲线钢箱梁、钢混组合梁顶推项目,取得了以下结论:由于顶推施工的连续性,并且考虑误差传播和工期因素，在本工程中针对小半径曲线钢箱梁、钢混组合梁等复杂结构型式及顶推施工的特殊施工方案，通过监测主梁、导梁、临时墩轴线偏位、里程偏差变化进行线型监测，并结合应力监测对结构施工进行监控，其结果可靠，符合规范对线型、应力的要求，该方法是安全可行的，可在同类桥型中进行推广。

顶推施工技术凭借其高效、安全、节约成本、不影响既有线等优势逐渐发展成为桥梁施工中不可或缺的关键技术。但是顶推施工对于顶推数据的要求较高，为保证施工安全性，在进行施工过程中，操作人员应严格按照相关标准进行科学施工，同时在各节点严格控制顶推施工质量，确保整个桥梁工程的施工质量。

5.2 展望

1)在顶推施工中，拖拉箱梁的钢绞线锚固在箱梁底板，锚固位置局部应力较大，有可能发生崩裂，可对锚固区进行研究。

2)在千斤顶反力支座位置容易发生应力集中，可以对其结构形式和材料进一步研究。