常永梅

(中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司，陜西西安 710021)

0 引言

近幾年來(lái)，隨著我國(guó)客運(yùn)專線和高速鐵路項(xiàng)目的建設(shè)，大家可以看到主要是以橋梁為主，因此在線下施工中對(duì)現(xiàn)澆梁線性控制要求的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，現(xiàn)澆梁的最終幾何尺寸形成要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過(guò)程，而且在施工期間梁的結(jié)構(gòu)體系也將隨著施工階段的不同不斷變化，各種施工誤差、測(cè)量誤差、梁體徐變、沉降數(shù)據(jù)都在影響著現(xiàn)澆梁的線性數(shù)據(jù)，因此在施工過(guò)程中是很有必要對(duì)梁體的施工線性進(jìn)行合理的、科學(xué)的探討，保證最后梁體幾何尺寸和空間位置與設(shè)計(jì)值相差最小。

1 工程概況

京滬高鐵淮河特大橋2139號(hào)墩～2263號(hào)墩(DK838+704.49～DK842+756.67)位于安徽省蚌埠市，長(zhǎng)4.052 km，梁的結(jié)構(gòu)主要是以簡(jiǎn)支梁為主，其跨度主要以32 m和24 m兩種布置形式，其中2207號(hào)～2258號(hào)墩位于曲線上，曲線半徑為10 000 m(左線)，曲線梁的布置形式主要是平分中失布置，設(shè)計(jì)橋梁總偏角8°00′06.6″，梁的最大偏移 E=10 mm，其余墩臺(tái)位于直線段。設(shè)計(jì)時(shí)速350 km/h雙線，線路上部結(jié)構(gòu)為CRTSⅡ無(wú)碴軌道板結(jié)構(gòu)形式，線間距5 m，梁頂面寬12.0m，梁底寬6.7m，橋面采用三列排水方式。

2 現(xiàn)澆梁線性控制

2.1 線性控制的目的

1)通過(guò)對(duì)支架現(xiàn)澆梁施工線性控制，不但每孔梁高程和空間位置滿足設(shè)計(jì)要求，而且整體線性符合設(shè)計(jì)要求，以確保整座橋梁滿足設(shè)計(jì)要求。2)通過(guò)對(duì)每孔梁的各種數(shù)據(jù)的測(cè)定，來(lái)計(jì)算同一種施工方法的線性變形參數(shù)，在施工中不斷進(jìn)行修正，對(duì)于不能消除的，使其在施工中相互抵消。3)通過(guò)線性控制數(shù)據(jù)，來(lái)確定CRTSⅡ無(wú)碴軌道板的施工時(shí)間。

2.2 現(xiàn)澆梁線性控制依據(jù)

1)TB 10203-2002鐵路橋涵施工規(guī)范;2)TB 10002.3-2005鐵路橋涵鋼筋砼和預(yù)應(yīng)力砼設(shè)計(jì)規(guī)范;3)鐵建設(shè)［2007］47號(hào)新建時(shí)速300～350公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定;4)《客運(yùn)專線鐵路橋涵施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》;5)現(xiàn)澆梁施工設(shè)計(jì)圖及相關(guān)資料。

2.3 線性控制思路

連續(xù)梁在施工完成后出現(xiàn)的施工誤差，除張拉預(yù)備預(yù)應(yīng)力索外，基本沒(méi)有調(diào)整的余地，針對(duì)已有超限的平面誤差，只能通過(guò)在下一片梁澆筑時(shí)做出必要的調(diào)整，這樣就形成了空間兩片梁體的線性誤差，不但影響美觀，而且誤差過(guò)大將會(huì)影響受力。對(duì)于超出設(shè)計(jì)要求的高程誤差，只能通過(guò)梁體打磨工序使其滿足規(guī)范要求，大大的增加了施工經(jīng)費(fèi)，且影響后續(xù)工作，所以要保證線性控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，最根本的就是對(duì)立模后的預(yù)壓數(shù)據(jù)和立模標(biāo)高做出盡可能的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。因此我們通過(guò)對(duì)支架和模板的彈性變形和非彈性變形數(shù)據(jù)預(yù)壓前后的測(cè)定，在調(diào)整模板時(shí)進(jìn)行預(yù)留，最終形成合理科學(xué)的線性控制數(shù)據(jù)，確保了梁面標(biāo)高的準(zhǔn)確性。

2.4 支架預(yù)壓

對(duì)于支架現(xiàn)澆梁施工，支架的變形和模板的各種變形對(duì)線性控制起著重要作用，每片梁支架預(yù)壓采用相鄰梁的受力情況進(jìn)行相似預(yù)壓，各個(gè)部位的預(yù)壓重量和受力情況是否均勻很重要，所以我們對(duì)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)和預(yù)壓沙袋的擺放進(jìn)行了探討，最終結(jié)果除在每個(gè)支架的支點(diǎn)、1/4跨中、1/2跨中布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)外，還在每個(gè)模板接頭、千斤頂位置進(jìn)行了點(diǎn)位布設(shè)，預(yù)壓同時(shí)也要對(duì)支架基礎(chǔ)和支架的垂直度進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)點(diǎn)布置圖見(jiàn)圖1。

圖1 觀測(cè)點(diǎn)布置圖

觀測(cè)方法采用三角高程上橋的方法進(jìn)行工作基點(diǎn)的標(biāo)高引測(cè)，為了保證基礎(chǔ)和支架數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，要采用同一個(gè)工作基點(diǎn)對(duì)頂部和下部臨時(shí)工作基點(diǎn)的引測(cè)。臨時(shí)工作基點(diǎn)布置完成后，首先利用引測(cè)的臨時(shí)工作基點(diǎn)對(duì)模板支架和基礎(chǔ)進(jìn)行無(wú)預(yù)壓荷載前的觀測(cè)，然后再按照分級(jí)荷載預(yù)壓進(jìn)行同步變形觀測(cè)。待整體預(yù)壓荷載重量達(dá)到設(shè)計(jì)重量時(shí)，要放置7 d的均勻荷載變化期并同期進(jìn)行觀測(cè)。當(dāng)支架基礎(chǔ)和支架模板觀測(cè)點(diǎn)在3期觀測(cè)數(shù)據(jù)內(nèi)相互差值不大于2 mm時(shí)，認(rèn)為沉降處于平穩(wěn)，可以進(jìn)行卸載。最終卸載完成后對(duì)模板支架點(diǎn)位進(jìn)行觀測(cè)，可以計(jì)算出非彈性變形和彈性變形值，當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行底模調(diào)整時(shí)，就可以根據(jù)彈性變形數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)拱度設(shè)置。以2166號(hào)～2167號(hào)孔梁為例進(jìn)行分析，各點(diǎn)的沉降量見(jiàn)表1，表2。

根據(jù)表1，表2的數(shù)據(jù)可得出彈性變形最大沉降量為5.70 cm，根據(jù)最大沉降量以及設(shè)計(jì)撓度值、張拉反拱值估算出預(yù)拱度的跨中拱度值。考慮到牛腿以及模架自重產(chǎn)生的撓度值，以及設(shè)計(jì)給出的預(yù)應(yīng)力上拱度10.2 mm～10.4 mm，理論計(jì)算殘余徐變拱度值6.5 mm～7.3 mm，選取反拱平均值為17.9mm，與模板彈性變形的最大沉降量的代數(shù)和求得跨中預(yù)拱值，數(shù)值為39.1mm。

2.5 平面高程控制

在平面控制上，我們主要有極坐標(biāo)法、坐標(biāo)法、自由設(shè)站(后方交會(huì))等常用的幾種方法，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，極坐標(biāo)法和坐標(biāo)法局限性很大，實(shí)際操作中經(jīng)常要設(shè)臨時(shí)轉(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行放樣，這樣就會(huì)給我們?cè)斐梢欢ǖ臏y(cè)量誤差，使線路形成近似于直線的折線。為了避免以上誤差，采用徠卡1201+全站儀的自由設(shè)站方法進(jìn)行測(cè)量放樣，它的優(yōu)點(diǎn)主要是:置鏡靈活方便、整體線性可靠、不會(huì)形成較大的折線誤差。它的缺點(diǎn)是:要求控制點(diǎn)相互點(diǎn)位之間精度高、幾何形狀嚴(yán)。針對(duì)這些情況，我們對(duì)線下控制點(diǎn)進(jìn)行了加密，采用GPS和全站儀進(jìn)行對(duì)比復(fù)測(cè)并復(fù)核，以保證線路整體的線性控制。平面控制示意圖見(jiàn)圖2。

表1 1號(hào)～14號(hào)沉降量 cm

表 2 1′號(hào) ～14′號(hào)沉降量 cm

圖2 支架現(xiàn)澆梁線性控制平面控制示意圖

具體放樣方法:將儀器置于前一孔已經(jīng)施工完的梁面的中線位置精確后，依次對(duì)線下加密的控制點(diǎn)進(jìn)行順時(shí)觀測(cè)，觀測(cè)完后儀器將顯示ΔX和ΔY(觀測(cè)點(diǎn)X，Y坐標(biāo)測(cè)量中誤差)，當(dāng)ΔX和ΔY在不大于5 mm以內(nèi)為合格，然后采用同樣方法逆時(shí)針?lè)较蛴^測(cè)一次，當(dāng)ΔX和ΔY在不大于5 mm以內(nèi)為合格，以兩次觀測(cè)數(shù)據(jù)的平均值作為最終觀測(cè)成果。所有工作點(diǎn)均按照上述方法進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)合格后作為最終測(cè)量數(shù)據(jù)。設(shè)好站后，打開(kāi)儀器對(duì)中激光對(duì)儀器的置鏡點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)示，目的是在進(jìn)行下一孔梁的放樣時(shí)要對(duì)上一孔梁的置鏡點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，這也是保證現(xiàn)澆梁整體線性控制的重點(diǎn)之一。在觀測(cè)前應(yīng)對(duì)儀器溫度、氣壓進(jìn)行相應(yīng)測(cè)量，溫度誤差在1℃范圍內(nèi)，氣壓誤差在5 Pa范圍內(nèi)，并及時(shí)進(jìn)行修正。儀器在測(cè)量前應(yīng)自檢，進(jìn)行橫軸、豎軸、i角、2c值修正。在觀測(cè)中每隔10 min要進(jìn)行一次后視方向檢核，對(duì)于超限的要重新進(jìn)行后視，并對(duì)已經(jīng)放好樣的點(diǎn)位進(jìn)行復(fù)核。在支架現(xiàn)澆梁線性控制上首先要對(duì)支座安裝精確定位，在曲線上首先要考慮到支座中心的布設(shè)方法和曲線梁的偏移值E，然后進(jìn)行底模中線和邊線校核。在進(jìn)行底模中線調(diào)整時(shí)，按照先兩頭后中部的方法進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)?shù)啄Ｖ芯€調(diào)整好后進(jìn)行高程調(diào)整，在高程調(diào)整時(shí)，按照預(yù)壓后的預(yù)拱度標(biāo)高=彈性變形值+設(shè)計(jì)高程進(jìn)行調(diào)整-理論設(shè)計(jì)殘余徐變拱度值(設(shè)計(jì)已經(jīng)給出)計(jì)算，每間隔2 m進(jìn)行一次左右標(biāo)高調(diào)整，如24 m梁底模標(biāo)高調(diào)整布點(diǎn)示意圖見(jiàn)圖3。

圖3 24 m梁底模標(biāo)高調(diào)整布點(diǎn)示意圖

當(dāng)實(shí)測(cè)標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)高差值小于2 mm，并且與相鄰梁的錯(cuò)臺(tái)小于4 mm時(shí)可以進(jìn)行側(cè)模的安裝，側(cè)模平面和高程控制的方法同底模的控制方法。梁體鋼筋全部綁扎完成后，對(duì)梁的翼緣板的標(biāo)高再次進(jìn)行復(fù)核，如果標(biāo)高超限要重新進(jìn)行調(diào)整。為了驗(yàn)證預(yù)壓時(shí)模板彈性數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，梁體混凝土澆筑過(guò)程中，采用與預(yù)壓相同的布點(diǎn)方法和觀測(cè)方法，對(duì)模板的變形再次進(jìn)行復(fù)核?；炷翝仓瓿珊?，混凝土的自重將產(chǎn)生下?lián)?，?huì)與預(yù)先設(shè)置的上拱值進(jìn)行相互抵消，但預(yù)先設(shè)置的上拱和實(shí)際的下?lián)峡隙ú粫?huì)相等，所以我們將對(duì)混凝土澆筑完成后(初凝前)進(jìn)行第三次的標(biāo)高和平整度控制，對(duì)標(biāo)高和平整度超限的進(jìn)行修整。

2.6 沉降和徐變的控制

2.6.1 沉降觀測(cè)

在現(xiàn)澆梁施工過(guò)程中，橋墩基礎(chǔ)沉降將會(huì)影響梁的線性控制，所以在現(xiàn)澆梁混凝土施工前后要對(duì)橋的沉降進(jìn)行觀測(cè)(見(jiàn)圖4)，以檢測(cè)橋梁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。對(duì)于沉降較小的(小于1 mm)且橋墩混凝土澆筑完成后迄于收斂狀態(tài)的，可以認(rèn)定已處于穩(wěn)定。對(duì)于沉降較大且沉降不止的我們將停止下一孔梁的施工并分析沉降原因，待橋基礎(chǔ)穩(wěn)定后方可進(jìn)行下一孔梁的施工。目前我工區(qū)橋梁基礎(chǔ)大部分為嵌巖樁基礎(chǔ)，現(xiàn)澆梁施工前后基本上沒(méi)有變化，所以可以驗(yàn)證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性對(duì)梁的線性控制影響不大。

圖4 橋墩沉降

2.6.2 梁體徐變

支架現(xiàn)澆梁的徐變是一個(gè)漫長(zhǎng)的變化過(guò)程，也是影響梁體線性的非常重要的一個(gè)控制要點(diǎn)，徐變不僅影響梁體的線性，對(duì)后期的CRTSⅡ板的施工也存在影響，所以對(duì)于梁體的張拉過(guò)程我們要嚴(yán)格控制，張拉后的梁體徐變值要按照《京滬高速鐵路線下工程沉降變形觀測(cè)及評(píng)估》的要求進(jìn)行觀測(cè)、整理數(shù)據(jù)，并及時(shí)分析徐變超限值的原因。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于支架現(xiàn)澆梁的線性控制我們采用上述方法進(jìn)行施工控制，不僅對(duì)每孔梁的線性得到了較好的控制，對(duì)橋梁的整體線性也得到很好的控制，但方法中的個(gè)別工序存在的不足還需要進(jìn)一步研究探討，比如自由設(shè)站的精度控制、高程上橋的精度控制。因此我們?nèi)孕枰M(jìn)一步對(duì)支架現(xiàn)澆梁線性控制進(jìn)行研究分析，對(duì)支架現(xiàn)澆梁的線性控制有待改進(jìn)，以更好的保證整座橋的線性，滿足列車行駛的時(shí)速要求及安全性。