[摘 要]江蘇鹽通高速公路陳橋豎河大橋主橋?yàn)榭缍?0m的預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋。結(jié)合主橋施工監(jiān)控情況,介紹大跨徑連續(xù)梁橋懸臂施工過程中應(yīng)力和撓度監(jiān)測(cè)、主梁中線監(jiān)測(cè)和控制,立模標(biāo)高的確定與調(diào)整等。
[關(guān)鍵詞]連續(xù)梁橋 懸臂施工 監(jiān)測(cè)控制
中圖分類號(hào):TQ361 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)05-0209-02
一、概述
江蘇鹽通高速公路陳橋豎河大橋全長(zhǎng)2327.96m,其中主橋橫跨陳橋豎河主航道,位于半徑R1=2600m的平曲線和半徑R2=23993.02m的豎曲線上。主橋上部結(jié)構(gòu)為三跨預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁,跨度為48.9+90+62m。箱梁采用單箱單室截面,頂寬16.25m,底寬8m,箱梁根部高度為4.8m,跨中梁高為2.4m,中間梁高按半立方拋物線變化。梁體采用三向預(yù)應(yīng)力,縱向及橫向采用Φ15.24mm預(yù)應(yīng)力鋼鉸線,豎向采用Φ32mm精軋螺紋粗鋼筋,預(yù)應(yīng)力管道均采用鍍鋅金屬波紋管。
二、施工監(jiān)測(cè)控制的目的和必要性
施工控制的目的主要是在懸澆施工過程中,隨著懸澆梁段的增加,結(jié)構(gòu)體系不斷變化,通過對(duì)關(guān)鍵部位和重要工序的嚴(yán)格監(jiān)控,準(zhǔn)確給定和及時(shí)調(diào)整梁端立模標(biāo)高和中線位置,優(yōu)化施工工藝,消除可能對(duì)結(jié)構(gòu)安全和施工安全產(chǎn)生影響的不利因素,確保合龍精度,使成橋后的結(jié)構(gòu)線型和內(nèi)力滿足設(shè)計(jì)要求。
三、箱梁懸臂施工控制措施
a)施工前,由設(shè)計(jì)單位綜合考慮各種因素的影響,提供箱梁施工各階段計(jì)算撓度以及箱梁每節(jié)段施工設(shè)計(jì)標(biāo)高,作為箱梁施工標(biāo)高控制的基本資料。
H施=H設(shè)+∑f1+∑f2+f3+f4+∑f5
H施:箱梁施工設(shè)計(jì)標(biāo)高。
H設(shè):箱梁成橋后設(shè)計(jì)標(biāo)高。
∑f1:本施工梁段和后續(xù)施工梁段自重產(chǎn)生的撓度總和。
∑f2:本施工梁段和后續(xù)施工梁段預(yù)應(yīng)力張拉產(chǎn)生的撓度總和。
f3:掛籃自重及其彈性變形產(chǎn)生的撓度。
f4:由砼徐變、收縮、溫度、預(yù)應(yīng)力松張、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換等產(chǎn)生的撓度。
∑f5:由橋面鋪裝二期恒載和長(zhǎng)期使用荷載而產(chǎn)生的撓度。
四、項(xiàng)目部成立箱梁懸澆施工監(jiān)控小組,對(duì)主橋箱梁懸澆施工期間梁段的應(yīng)力、撓度變形及主梁中線變形進(jìn)行監(jiān)控。
五、應(yīng)力監(jiān)測(cè)
在懸澆過程中,隨著懸臂長(zhǎng)度的不斷增加,懸臂根部受到的彎距不斷加大,。因此,需要及時(shí)監(jiān)測(cè)箱梁關(guān)鍵斷面的應(yīng)力變化,掌握結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),為評(píng)估結(jié)構(gòu)安全和施工安全提供依據(jù)。應(yīng)力測(cè)量部位每半幅橋設(shè)5處,箱梁根部1#號(hào)塊4處,跨中合龍段1處,如下圖Ⅰ。
鋼筋應(yīng)變計(jì)沿橋軸線方向埋設(shè),跨中、支點(diǎn)橫斷面上測(cè)點(diǎn)布置分別如圖Ⅱ、圖Ⅲ所示。另外,為了更好地描述主梁的受力狀態(tài),在1/8跨位置布置5個(gè)預(yù)埋鋼筋應(yīng)變計(jì),測(cè)量橫向預(yù)應(yīng)力,其布置方向?yàn)榇怪睒蜉S線方向,如圖Ⅳ。
六、撓度監(jiān)測(cè)
撓度監(jiān)測(cè)采用精密水準(zhǔn)儀+因瓦水準(zhǔn)尺的精密水準(zhǔn)測(cè)量方法,通過埋設(shè)在0#塊上的基準(zhǔn)點(diǎn),定期觀測(cè)各梁段上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。主梁上各監(jiān)測(cè)點(diǎn)在不同工況下的標(biāo)高變化,即代表該梁段在上述各種工況下的撓度變形。
1.基準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)
基準(zhǔn)點(diǎn)分別埋設(shè)在0#塊頂面的根部,此處橋面標(biāo)高基本不受主梁施工及溫度的影響,可基本保證撓度變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)的穩(wěn)定性。但是隨著主墩所承受的懸臂荷載的不斷增大,主墩也會(huì)發(fā)生沉降變形,同時(shí)砼也存在收縮徐變,所以0#塊上的水準(zhǔn)點(diǎn)也不是絕對(duì)穩(wěn)定的。為消除這種誤差,應(yīng)經(jīng)常用兩岸河堤上的絕對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn),對(duì)0#塊上的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核。
2.觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)
在每一梁段橫向布設(shè)兩個(gè)點(diǎn),對(duì)稱布設(shè)在左右腹板頂部外側(cè)50cm處(如圖Ⅴ),以保證觀測(cè)點(diǎn)本身的穩(wěn)定性和最大限度地反映撓度變形,同時(shí)也不妨礙掛籃的前移。觀測(cè)點(diǎn)用直徑15mm,長(zhǎng)度45cm的鋼筋加工制作而成,在澆筑砼前焊接在梁體鋼筋籠上,頂部露出砼面約5~10mm,觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)好應(yīng)注意保護(hù),布置施工場(chǎng)地時(shí)應(yīng)注意避開。
3.觀測(cè)的水準(zhǔn)路線形式
撓度監(jiān)測(cè)采用0#塊上的基準(zhǔn)點(diǎn)為起閉點(diǎn)的閉合水準(zhǔn)路線。中跨和邊跨主梁上的監(jiān)測(cè)點(diǎn),可構(gòu)成兩個(gè)獨(dú)立的閉合水準(zhǔn)路線。通過計(jì)算檢核,進(jìn)行閉合差處理和撓度計(jì)算分析。
4.觀測(cè)周期
采用三階段撓度觀測(cè)法,每一懸澆梁段施工可分為三個(gè)階段:即掛籃前移階段、澆筑砼階段和張拉預(yù)應(yīng)力階段。以三個(gè)階段作為撓度觀測(cè)的周期,在掛籃前移就位后,澆注砼前、后,張拉預(yù)應(yīng)力前、后,共觀測(cè)5次。這樣隨著箱梁節(jié)段的增加,越靠近0#塊的節(jié)段,其上的觀測(cè)點(diǎn)被觀測(cè)的次數(shù)就越多,其標(biāo)高的變化,就代表了該點(diǎn)所在的梁段在不同施工階段的撓度變形全過程。
5.觀測(cè)時(shí)間
溫度變化對(duì)撓度觀測(cè)的影響是比較大的。白天氣溫上升,日照加強(qiáng),箱梁頂面較梁底溫度高,箱外溫度較箱內(nèi)高,從而使懸臂狀態(tài)下的箱梁有下?lián)献冃维F(xiàn)象,夜晚溫度下降,箱梁頂面散熱較快,溫度下降迅速,而箱梁內(nèi)部由于空氣不流通,散熱較慢,溫度相對(duì)較高,從而使箱梁又有上撓變形現(xiàn)象,這種變化幅度會(huì)隨著懸澆節(jié)段的增加而增大。
為減小溫度對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響,撓度觀測(cè)應(yīng)嚴(yán)格安排在清晨6:00-8:00時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行,同時(shí)記錄空氣溫度和箱內(nèi)溫度。因?yàn)樵谠摃r(shí)段內(nèi)懸臂箱梁正好處于夜晚溫度降低,上撓變形停止和白天溫度上升,下?lián)献冃伍_始之前,是箱梁溫度與撓度變形相對(duì)穩(wěn)定階段,在該時(shí)段內(nèi)觀測(cè),可以最大限度地減小溫度對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響。
6.觀測(cè)精度
為了準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)懸臂箱梁的撓度變形,并使外業(yè)觀測(cè)的工作量適中和易于達(dá)到設(shè)計(jì)的觀測(cè)精度,在撓度變形觀測(cè)中采用國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量的精度等級(jí)和觀測(cè)方法進(jìn)行施測(cè),可以達(dá)到撓度變形監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)施工的目的。
七、中線變形監(jiān)測(cè)
由于主橋位于半徑R1=2600m的平曲線和半徑R2=23993.03m的豎曲線上,還有箱梁三向預(yù)應(yīng)力的張拉、風(fēng)力和溫度等因素的影響,使得主梁中線變形監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。
主梁中線變形監(jiān)測(cè)采用坐標(biāo)法進(jìn)行觀測(cè),通過設(shè)置在中跨和邊跨上的中線點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè),則不同觀測(cè)周期觀測(cè)所得到的坐標(biāo)值與設(shè)計(jì)坐標(biāo)值之差值,即為不同工況下的主梁中線的變形值。
主梁中線變形監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn),除使用兩岸的導(dǎo)線點(diǎn)外,在主墩0#塊箱梁頂部中心線上各布設(shè)一點(diǎn)。作為主梁中線變形監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn),在每個(gè)已施工的梁段上各布設(shè)一個(gè),具體位置為每個(gè)梁段前端斷面線處后退15cm的橋中心線處。施工時(shí),在澆筑砼前預(yù)埋10cm×10cm×1.5cm的鋼板,并在鋼板上放樣出中點(diǎn)后沖眼作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
中線變形監(jiān)測(cè)的周期,在每個(gè)梁段砼施工完成后和預(yù)應(yīng)力張拉后,各觀測(cè)一次,這樣,愈靠近0#塊的梁段,其監(jiān)測(cè)點(diǎn)被監(jiān)測(cè)的次數(shù)愈多,該點(diǎn)坐標(biāo)的變化,就代表該點(diǎn)所在梁段中線在后續(xù)梁段施工中的中線變形情況。
八、立模標(biāo)高的確定與調(diào)整
1.立模標(biāo)高的確定
立模標(biāo)高即施工設(shè)計(jì)標(biāo)高,它是施工前由設(shè)計(jì)單位提供的。(見前面)
2.立模標(biāo)高的調(diào)整
立模標(biāo)高的調(diào)整以既要保證主梁各節(jié)段絕對(duì)標(biāo)高的精度,又要保證主梁線型的平順為原則。當(dāng)本梁段完成后的前端標(biāo)高出現(xiàn)偏差時(shí),如果偏差值在±10mm以內(nèi),則下一節(jié)段的前端標(biāo)高就不需要作調(diào)整,仍取為施工設(shè)計(jì)標(biāo)高;如果偏差值超過±10mm,應(yīng)在其后的兩個(gè)梁段內(nèi)將其消除。處理方法是:將本梁段前端標(biāo)高偏差值反號(hào)等分,平均分配到后面兩個(gè)梁段的立模標(biāo)高中。
結(jié)束語
通過對(duì)主橋進(jìn)行嚴(yán)格的施工監(jiān)控,順利的完成了主橋的懸臂澆筑施工,使梁體的施工誤差控制在設(shè)計(jì)文件和施工規(guī)范的規(guī)定范圍內(nèi)。
參考文獻(xiàn)
[1] 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/TF50-2011),中華人民共和國(guó)交通部.