現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁下?lián)鲜鹿试蚍治黾疤幚?/h1>
2015-03-13 13:30盧小偉
鐵道建筑 2015年11期
盧小偉
(中鐵武漢大橋工程咨詢監(jiān)理有限公司，湖北 武漢 430050)
現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁下?lián)鲜鹿试蚍治黾疤幚?/p>
盧小偉
(中鐵武漢大橋工程咨詢監(jiān)理有限公司，湖北 武漢 430050)
一聯(lián)(37.5+69+37.5)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工過程中出現(xiàn)梁體下?lián)鲜鹿?，原因?yàn)槲窗磁鷾?zhǔn)的施工順序施工，提前拆除支架所致。詳細(xì)介紹采用“多點(diǎn)同步頂升回位”的方法使之恢復(fù)至設(shè)計(jì)狀態(tài)的實(shí)施過程，避免爆破拆除已成型橋梁所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失及不良社會(huì)影響，為類似施工質(zhì)量事故的處理提供借鑒。
連續(xù)箱梁 下?lián)?同步頂升
預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是目前使用較多的橋梁結(jié)構(gòu)形式之一［1］，根據(jù)工程實(shí)際情況，通常采用支架現(xiàn)澆、節(jié)段掛籃懸臂澆筑、節(jié)段預(yù)制拼裝及整孔預(yù)制架設(shè)等方法施工。其中，支架現(xiàn)澆法因其施工工藝簡(jiǎn)單、可控性高、無須掛籃及大型架梁設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于中小跨徑橋梁的建設(shè)。
然而，由于對(duì)支架基礎(chǔ)、支架及模板結(jié)構(gòu)以及連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)體系的理解與重視程度不夠，近年來在支架現(xiàn)澆箱梁施工中，因支架問題導(dǎo)致的安全、質(zhì)量事故屢見不鮮［2］，事故發(fā)生后，處理難度較大。
1 工程概況
某引橋工程全長(zhǎng)約5 km，大部分為跨徑40 m左右多跨等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，全線采用支架法現(xiàn)澆施工，其中一處采用一聯(lián)(37.5+69+ 37.5)m連續(xù)梁跨越既有市政道路。
該聯(lián)(37.5+69+37.5)m變高度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁為單箱三室，整幅設(shè)置，橋面寬度33.5 m，橫向懸臂凈寬8.0 m。中支點(diǎn)梁高3.8 m、中跨跨中及邊支點(diǎn)梁高2.5 m，箱梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)C55，合計(jì)4 560 m3。腹板、底板及頂板設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力，橫隔板挑梁及各橫梁設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力，底板縱向設(shè)計(jì)有6孔備用孔道。采用滿堂支架法施工，先施工中跨及兩側(cè)邊跨各10.35 m段，后施工兩邊跨剩余27.15 m段。中跨支架在跨中預(yù)留2個(gè)寬5 m行車通道，通道采用“混凝土條形基礎(chǔ)+鋼管立柱”結(jié)構(gòu)形式，通道上方鋪設(shè)工字鋼分配梁后，搭設(shè)滿堂支架。中跨其余區(qū)域及兩邊跨均采用落地滿堂支架，梁體及支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖1。
圖1 (37.5+69+37.5)m連續(xù)箱梁及支架結(jié)構(gòu)示意(單位:m)
2 事故經(jīng)過
根據(jù)經(jīng)批準(zhǔn)的施工方案，現(xiàn)場(chǎng)首先進(jìn)行了(10.35 +69+10.35)m區(qū)梁段的鋼筋混凝土施工，并完成了該段的預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿施工。隨后現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該區(qū)段的支架進(jìn)行了拆除，先拆除通道門洞上方的滿堂支架，后拆除兩側(cè)滿堂支架。在拆除兩側(cè)支架過程中發(fā)現(xiàn)尚未拆除的支架出現(xiàn)較大變形，屬典型的受壓彎曲變形，初步判斷梁體出現(xiàn)下?lián)蠈?dǎo)致支架受壓，見圖2?，F(xiàn)場(chǎng)立即停止支架拆除，并對(duì)已拆除的支架進(jìn)行恢復(fù)，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。
圖2 支架受壓彎曲變形
3 原因分析
事故發(fā)生后，組織各方查看現(xiàn)場(chǎng)并召開專題會(huì)議進(jìn)行分析討論，初步認(rèn)為本次事故主要是由于現(xiàn)場(chǎng)未按照批準(zhǔn)的施工順序進(jìn)行施工所致。根據(jù)連續(xù)梁橋的特點(diǎn)及批復(fù)的施工方案，本聯(lián)施工順序應(yīng)為:①(10.35+69+10.35)m區(qū)梁段支架、模板、鋼筋及混凝土施工;②(10.35+69+10.35)m區(qū)梁段預(yù)應(yīng)力施工;③兩邊跨27.15 m區(qū)梁段支架、模板、鋼筋及混凝土施工;④兩邊跨27.15 m區(qū)梁段預(yù)應(yīng)力對(duì)稱施工;⑤拆除全聯(lián)支架、成橋。
現(xiàn)場(chǎng)未充分考慮該聯(lián)連續(xù)梁中跨較大的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在尚未形成3跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁受力體系的情況下提前進(jìn)行中跨支架拆除，從而導(dǎo)致中跨成為“大跨度簡(jiǎn)支梁+兩端帶小懸臂”的不利受力體系，產(chǎn)生了較大的下?lián)犀F(xiàn)象，對(duì)未拆除的部分支架產(chǎn)生壓力。
4 事故處理
4.1 梁體幾何狀態(tài)
經(jīng)恢復(fù)支架后的梁體已趨于穩(wěn)定，經(jīng)連續(xù)觀測(cè)，梁體最大下?lián)狭?1 mm，實(shí)測(cè)梁體下?lián)锨€圖見圖3。對(duì)梁體及中墩支座等處進(jìn)行了檢查，箱梁內(nèi)外表面未發(fā)現(xiàn)裂縫，支座沒有發(fā)生位移。
圖3 實(shí)測(cè)梁體下?lián)锨€
4.2 梁體受力狀態(tài)
設(shè)計(jì)單位對(duì)當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行了建模計(jì)算，在完成(10.35+69+10.35)m區(qū)梁段預(yù)應(yīng)力體系后，即拆除全部承重支架的工況下，最大下?lián)献冃?70 mm、上緣最大壓應(yīng)力15.9 MPa、下緣最大拉應(yīng)力2.69 MPa，梁體處于彈性工作狀態(tài)。
4.3 處理方案
基于設(shè)計(jì)單位對(duì)目前梁體工況復(fù)核，確認(rèn)梁體處于彈性工作狀態(tài)，且梁體表面未發(fā)現(xiàn)開裂、中墩支座均未產(chǎn)生位移。綜合考慮社會(huì)影響、經(jīng)濟(jì)效益及工期短等方面的因素，結(jié)合類似問題的處理經(jīng)驗(yàn)［3-6］，確定不必對(duì)該跨梁體進(jìn)行爆破拆除。而采用多臺(tái)千斤頂對(duì)下?lián)狭后w進(jìn)行同步頂升回位，恢復(fù)至設(shè)計(jì)狀態(tài)的處理方案。
經(jīng)過計(jì)算，根據(jù)梁體變形情況，將梁體下?lián)蠀^(qū)域分為4個(gè)頂升橫斷面，每個(gè)橫斷面布置4臺(tái)200 t自鎖千斤頂，總計(jì)16臺(tái)。頂升施工時(shí)對(duì)每個(gè)橫斷面的下?lián)涎a(bǔ)償值，分20個(gè)行程進(jìn)行按比例分區(qū)域同步頂升補(bǔ)償。單個(gè)頂升橫斷面同步頂升，采用單獨(dú)一套同步控制系統(tǒng)。頂升施工時(shí)需要進(jìn)行梁體變形及應(yīng)力監(jiān)控，指導(dǎo)同步頂升施工作業(yè)。
4.4 處理過程
1)頂升支架搭設(shè)。經(jīng)計(jì)算，起頂支架利用既有門洞形成2排起頂支架，另外單獨(dú)設(shè)置2排鋼管立柱支架，見圖4。順橋向共計(jì)4排起頂點(diǎn)，橫橋向均為4個(gè)起頂點(diǎn)，對(duì)應(yīng)4個(gè)腹板中心線。
圖4 頂升支架縱斷面布置
2)設(shè)備安裝與調(diào)試。在頂升支架頂端逐一安裝16臺(tái)千斤頂，確認(rèn)支架頂端為水平狀態(tài)且應(yīng)縱橫向居中布置。對(duì)梁體底面起頂區(qū)域的弧形部分采用自流平高強(qiáng)砂漿找平，并加墊水平鋼板。安裝完成后，對(duì)千斤頂?shù)酌妗㈨斆婕傲旱灼痦敳课徊捎盟匠邫z查水平度。
逐一安裝液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并進(jìn)行調(diào)試，系統(tǒng)初始加載由液壓工程師會(huì)同土建工程師共同確定并報(bào)總指揮。最終由系統(tǒng)操作員輸入PLC系統(tǒng)，讀取記錄控制系統(tǒng)力傳感器和位移傳感器初值或?qū)⑵錃w零。
3)加載頂升。首先進(jìn)行微加載，即為完成安裝調(diào)試的頂升設(shè)備進(jìn)行輕微同步加載，每次加壓1 MPa左右，直至影響區(qū)域內(nèi)滿堂支架支撐力傳遞至千斤頂上。然后進(jìn)行試頂升，啟動(dòng)頂升系統(tǒng)后密切觀察橋梁是否出現(xiàn)異常狀況，設(shè)備、儀表是否正常工作，顯示讀數(shù)是否在合理范圍內(nèi)。試頂頂起后，持荷5 min，觀察梁體及設(shè)備狀況。試頂正常后，平穩(wěn)落梁。
正式頂升時(shí)首先將梁體跨中中心線小里程方向撓度值最大區(qū)域頂起，待跨中中心線兩側(cè)基本對(duì)稱后，再進(jìn)行全橋同步頂升。分級(jí)分區(qū)同步頂升，每一個(gè)頂升橫截面作為一個(gè)區(qū)。各級(jí)頂升過程中千斤頂?shù)捻斏Ψ旨?jí)加載，加載輪回?cái)?shù)根據(jù)每一頂升循環(huán)的目標(biāo)頂升量控制，依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果作動(dòng)態(tài)調(diào)整。
各頂升力同時(shí)根據(jù)油壓表及荷載傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，同時(shí)將頂升位移量作為控制首要指標(biāo)。當(dāng)頂升位移量達(dá)到目標(biāo)頂升量時(shí)，可不需達(dá)到預(yù)計(jì)加載值。當(dāng)加載到目標(biāo)荷載但未達(dá)到目標(biāo)頂升量時(shí)應(yīng)具體分析原因，然后確定下一步加載方案。最終加載以梁體標(biāo)高全面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高控制。
4)頂升監(jiān)測(cè)。施工監(jiān)控貫穿于正式頂升的整個(gè)過程，主要包括橋梁標(biāo)高監(jiān)測(cè)、橋梁水平位移監(jiān)測(cè)、梁體主要受力截面應(yīng)力監(jiān)測(cè)。
標(biāo)高監(jiān)測(cè)采用DS05高精度自動(dòng)安平式水準(zhǔn)儀，用來測(cè)量每個(gè)頂升橫斷面的實(shí)際頂升高度，使頂升到位后橋面標(biāo)高得到有效控制，并在頂升施工過程中有效地監(jiān)測(cè)橋梁線形偏差。在每個(gè)頂升截面上方橋面各布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，4個(gè)頂升橫斷面，共計(jì)12個(gè)測(cè)點(diǎn)。
水平位移監(jiān)測(cè)采用全站儀，利用坐標(biāo)法計(jì)算箱梁的縱橫向位移，通過對(duì)頂升過程中箱梁水平位移的監(jiān)測(cè)，確保箱梁的水平位移偏差在可控范圍內(nèi)。在每個(gè)頂升截面上方梁體側(cè)面各布置1個(gè)測(cè)點(diǎn)，4個(gè)截面，共計(jì)4個(gè)測(cè)點(diǎn)。
主要受力截面應(yīng)力監(jiān)測(cè)采用振弦式應(yīng)力傳感器，掌握在頂升過程中梁體不均勻受力狀態(tài)，保證梁體結(jié)構(gòu)安全，控制頂升姿態(tài)，使施工在安全可控的環(huán)境下進(jìn)行。在每個(gè)頂升截面梁體底面布置1個(gè)監(jiān)測(cè)截面，每個(gè)截面沿每個(gè)千斤頂平行橋梁軸線方向梁體底面各布置1個(gè)縱向應(yīng)力計(jì)，梁體橫截面中心線處梁體底面布置1個(gè)橫向應(yīng)力計(jì)。每個(gè)截面共計(jì)5個(gè)應(yīng)力計(jì)(其中4個(gè)縱向，1個(gè)橫向)，8個(gè)截面共計(jì)40個(gè)應(yīng)力計(jì)。
5)超頂及張拉備用索。加載頂升至設(shè)計(jì)線形后，針對(duì)中跨跨度較大且原設(shè)計(jì)未考慮預(yù)拱度，為改善該聯(lián)箱梁后期運(yùn)營(yíng)狀況，頂升到原設(shè)計(jì)狀態(tài)后，適當(dāng)超頂，超頂量控制在5 mm以內(nèi)。實(shí)測(cè)超頂量為 1～4 mm。
兩邊跨梁段施工完成后，啟用原設(shè)計(jì)預(yù)留的6孔備用預(yù)應(yīng)力孔道，該6孔12-φ15.24預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉后，實(shí)測(cè)上撓量為3～10 mm。超頂及張拉備用預(yù)應(yīng)力索后的最終橋面線形見圖5。
圖5 最終橋面線形
4.5 處理結(jié)果
本聯(lián)箱梁中跨下?lián)享斏龔?fù)位施工，從頂升支架搭設(shè)到最終頂升完成，前后共耗時(shí)15 d，施工過程較為順利。最終監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，該聯(lián)箱梁線形已基本恢復(fù)至設(shè)計(jì)狀態(tài)，頂升過程中應(yīng)力始終處于可控狀態(tài)，未對(duì)梁體產(chǎn)生不利影響。
5 結(jié)論
1)較大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用支架現(xiàn)澆施工時(shí)，應(yīng)充分考慮橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，嚴(yán)格按工藝流程施工，在形成多跨連續(xù)梁受力體系后方可拆除承重支架，否則極易出現(xiàn)梁體下?lián)系荣|(zhì)量問題。
2)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁出現(xiàn)較大下?lián)蠒r(shí)，若經(jīng)判定梁體處于彈性狀態(tài)時(shí)，可通過采用多臺(tái)千斤頂同步頂升回位的方案進(jìn)行處理，能夠使梁體恢復(fù)到設(shè)計(jì)狀態(tài)，避免了爆破拆除橋梁帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失及不良的社會(huì)影響。
3)在多臺(tái)千斤頂同步頂升連續(xù)箱梁處理過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)梁體的線形及應(yīng)力的監(jiān)測(cè)，確保頂升過程中梁體的安全。
［1］范立礎(chǔ).預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋［M］.北京:人民交通出版社，1988.
［2］鄭敦隆，許品天，廖趙偉.某現(xiàn)澆 PC連續(xù)箱梁滿堂支架垮塌事故分析［J］.工程質(zhì)量，2012(5):63-65.
［3］楊永清，郭凡，劉國(guó)軍，等.大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁式橋長(zhǎng)期下?lián)涎芯恐械膯栴}［J］.鐵道建筑，2010(9):1-4.
［4］黃躍平，周明華，胥明，等.預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁彎橋整體同步頂升糾扭與加固［J］.施工技術(shù)，2008，37(4):27-28，30.
［5］陳歷耿，吳毅彬，張鴻章，等.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)彎箱梁橋同步頂升糾扭施工［J］.世界橋梁，2012(3):72-75.
［6］李亞楠，楊健輝，魏加志，等.汾河特大橋預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)梁施工技術(shù)探討［J］.鐵道建筑，2013(7):12-14.
(責(zé)任審編 趙其文)
U448.35
:ADOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2015.11.07
2015-04-09;
:2015-07-22
盧小偉(1979— )，男，高級(jí)工程師，碩士。
1003-1995(2015)11-0024-03
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圖1 (37.5+69+37.5)m連續(xù)箱梁及支架結(jié)構(gòu)示意(單位:m)
2 事故經(jīng)過
根據(jù)經(jīng)批準(zhǔn)的施工方案，現(xiàn)場(chǎng)首先進(jìn)行了(10.35 +69+10.35)m區(qū)梁段的鋼筋混凝土施工，并完成了該段的預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿施工。隨后現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該區(qū)段的支架進(jìn)行了拆除，先拆除通道門洞上方的滿堂支架，后拆除兩側(cè)滿堂支架。在拆除兩側(cè)支架過程中發(fā)現(xiàn)尚未拆除的支架出現(xiàn)較大變形，屬典型的受壓彎曲變形，初步判斷梁體出現(xiàn)下?lián)蠈?dǎo)致支架受壓，見圖2?，F(xiàn)場(chǎng)立即停止支架拆除，并對(duì)已拆除的支架進(jìn)行恢復(fù)，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。
圖2 支架受壓彎曲變形
3 原因分析
事故發(fā)生后，組織各方查看現(xiàn)場(chǎng)并召開專題會(huì)議進(jìn)行分析討論，初步認(rèn)為本次事故主要是由于現(xiàn)場(chǎng)未按照批準(zhǔn)的施工順序進(jìn)行施工所致。根據(jù)連續(xù)梁橋的特點(diǎn)及批復(fù)的施工方案，本聯(lián)施工順序應(yīng)為:①(10.35+69+10.35)m區(qū)梁段支架、模板、鋼筋及混凝土施工;②(10.35+69+10.35)m區(qū)梁段預(yù)應(yīng)力施工;③兩邊跨27.15 m區(qū)梁段支架、模板、鋼筋及混凝土施工;④兩邊跨27.15 m區(qū)梁段預(yù)應(yīng)力對(duì)稱施工;⑤拆除全聯(lián)支架、成橋。
現(xiàn)場(chǎng)未充分考慮該聯(lián)連續(xù)梁中跨較大的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在尚未形成3跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁受力體系的情況下提前進(jìn)行中跨支架拆除，從而導(dǎo)致中跨成為“大跨度簡(jiǎn)支梁+兩端帶小懸臂”的不利受力體系，產(chǎn)生了較大的下?lián)犀F(xiàn)象，對(duì)未拆除的部分支架產(chǎn)生壓力。
4 事故處理
4.1 梁體幾何狀態(tài)
經(jīng)恢復(fù)支架后的梁體已趨于穩(wěn)定，經(jīng)連續(xù)觀測(cè)，梁體最大下?lián)狭?1 mm，實(shí)測(cè)梁體下?lián)锨€圖見圖3。對(duì)梁體及中墩支座等處進(jìn)行了檢查，箱梁內(nèi)外表面未發(fā)現(xiàn)裂縫，支座沒有發(fā)生位移。
圖3 實(shí)測(cè)梁體下?lián)锨€
4.2 梁體受力狀態(tài)
設(shè)計(jì)單位對(duì)當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行了建模計(jì)算，在完成(10.35+69+10.35)m區(qū)梁段預(yù)應(yīng)力體系后，即拆除全部承重支架的工況下，最大下?lián)献冃?70 mm、上緣最大壓應(yīng)力15.9 MPa、下緣最大拉應(yīng)力2.69 MPa，梁體處于彈性工作狀態(tài)。
4.3 處理方案
基于設(shè)計(jì)單位對(duì)目前梁體工況復(fù)核，確認(rèn)梁體處于彈性工作狀態(tài)，且梁體表面未發(fā)現(xiàn)開裂、中墩支座均未產(chǎn)生位移。綜合考慮社會(huì)影響、經(jīng)濟(jì)效益及工期短等方面的因素，結(jié)合類似問題的處理經(jīng)驗(yàn)［3-6］，確定不必對(duì)該跨梁體進(jìn)行爆破拆除。而采用多臺(tái)千斤頂對(duì)下?lián)狭后w進(jìn)行同步頂升回位，恢復(fù)至設(shè)計(jì)狀態(tài)的處理方案。
經(jīng)過計(jì)算，根據(jù)梁體變形情況，將梁體下?lián)蠀^(qū)域分為4個(gè)頂升橫斷面，每個(gè)橫斷面布置4臺(tái)200 t自鎖千斤頂，總計(jì)16臺(tái)。頂升施工時(shí)對(duì)每個(gè)橫斷面的下?lián)涎a(bǔ)償值，分20個(gè)行程進(jìn)行按比例分區(qū)域同步頂升補(bǔ)償。單個(gè)頂升橫斷面同步頂升，采用單獨(dú)一套同步控制系統(tǒng)。頂升施工時(shí)需要進(jìn)行梁體變形及應(yīng)力監(jiān)控，指導(dǎo)同步頂升施工作業(yè)。
4.4 處理過程
1)頂升支架搭設(shè)。經(jīng)計(jì)算，起頂支架利用既有門洞形成2排起頂支架，另外單獨(dú)設(shè)置2排鋼管立柱支架，見圖4。順橋向共計(jì)4排起頂點(diǎn)，橫橋向均為4個(gè)起頂點(diǎn)，對(duì)應(yīng)4個(gè)腹板中心線。
圖4 頂升支架縱斷面布置
2)設(shè)備安裝與調(diào)試。在頂升支架頂端逐一安裝16臺(tái)千斤頂，確認(rèn)支架頂端為水平狀態(tài)且應(yīng)縱橫向居中布置。對(duì)梁體底面起頂區(qū)域的弧形部分采用自流平高強(qiáng)砂漿找平，并加墊水平鋼板。安裝完成后，對(duì)千斤頂?shù)酌妗㈨斆婕傲旱灼痦敳课徊捎盟匠邫z查水平度。
逐一安裝液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并進(jìn)行調(diào)試，系統(tǒng)初始加載由液壓工程師會(huì)同土建工程師共同確定并報(bào)總指揮。最終由系統(tǒng)操作員輸入PLC系統(tǒng)，讀取記錄控制系統(tǒng)力傳感器和位移傳感器初值或?qū)⑵錃w零。
3)加載頂升。首先進(jìn)行微加載，即為完成安裝調(diào)試的頂升設(shè)備進(jìn)行輕微同步加載，每次加壓1 MPa左右，直至影響區(qū)域內(nèi)滿堂支架支撐力傳遞至千斤頂上。然后進(jìn)行試頂升，啟動(dòng)頂升系統(tǒng)后密切觀察橋梁是否出現(xiàn)異常狀況，設(shè)備、儀表是否正常工作，顯示讀數(shù)是否在合理范圍內(nèi)。試頂頂起后，持荷5 min，觀察梁體及設(shè)備狀況。試頂正常后，平穩(wěn)落梁。
正式頂升時(shí)首先將梁體跨中中心線小里程方向撓度值最大區(qū)域頂起，待跨中中心線兩側(cè)基本對(duì)稱后，再進(jìn)行全橋同步頂升。分級(jí)分區(qū)同步頂升，每一個(gè)頂升橫截面作為一個(gè)區(qū)。各級(jí)頂升過程中千斤頂?shù)捻斏Ψ旨?jí)加載，加載輪回?cái)?shù)根據(jù)每一頂升循環(huán)的目標(biāo)頂升量控制，依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果作動(dòng)態(tài)調(diào)整。
各頂升力同時(shí)根據(jù)油壓表及荷載傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，同時(shí)將頂升位移量作為控制首要指標(biāo)。當(dāng)頂升位移量達(dá)到目標(biāo)頂升量時(shí)，可不需達(dá)到預(yù)計(jì)加載值。當(dāng)加載到目標(biāo)荷載但未達(dá)到目標(biāo)頂升量時(shí)應(yīng)具體分析原因，然后確定下一步加載方案。最終加載以梁體標(biāo)高全面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高控制。
4)頂升監(jiān)測(cè)。施工監(jiān)控貫穿于正式頂升的整個(gè)過程，主要包括橋梁標(biāo)高監(jiān)測(cè)、橋梁水平位移監(jiān)測(cè)、梁體主要受力截面應(yīng)力監(jiān)測(cè)。
標(biāo)高監(jiān)測(cè)采用DS05高精度自動(dòng)安平式水準(zhǔn)儀，用來測(cè)量每個(gè)頂升橫斷面的實(shí)際頂升高度，使頂升到位后橋面標(biāo)高得到有效控制，并在頂升施工過程中有效地監(jiān)測(cè)橋梁線形偏差。在每個(gè)頂升截面上方橋面各布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，4個(gè)頂升橫斷面，共計(jì)12個(gè)測(cè)點(diǎn)。
水平位移監(jiān)測(cè)采用全站儀，利用坐標(biāo)法計(jì)算箱梁的縱橫向位移，通過對(duì)頂升過程中箱梁水平位移的監(jiān)測(cè)，確保箱梁的水平位移偏差在可控范圍內(nèi)。在每個(gè)頂升截面上方梁體側(cè)面各布置1個(gè)測(cè)點(diǎn)，4個(gè)截面，共計(jì)4個(gè)測(cè)點(diǎn)。
主要受力截面應(yīng)力監(jiān)測(cè)采用振弦式應(yīng)力傳感器，掌握在頂升過程中梁體不均勻受力狀態(tài)，保證梁體結(jié)構(gòu)安全，控制頂升姿態(tài)，使施工在安全可控的環(huán)境下進(jìn)行。在每個(gè)頂升截面梁體底面布置1個(gè)監(jiān)測(cè)截面，每個(gè)截面沿每個(gè)千斤頂平行橋梁軸線方向梁體底面各布置1個(gè)縱向應(yīng)力計(jì)，梁體橫截面中心線處梁體底面布置1個(gè)橫向應(yīng)力計(jì)。每個(gè)截面共計(jì)5個(gè)應(yīng)力計(jì)(其中4個(gè)縱向，1個(gè)橫向)，8個(gè)截面共計(jì)40個(gè)應(yīng)力計(jì)。
5)超頂及張拉備用索。加載頂升至設(shè)計(jì)線形后，針對(duì)中跨跨度較大且原設(shè)計(jì)未考慮預(yù)拱度，為改善該聯(lián)箱梁后期運(yùn)營(yíng)狀況，頂升到原設(shè)計(jì)狀態(tài)后，適當(dāng)超頂，超頂量控制在5 mm以內(nèi)。實(shí)測(cè)超頂量為 1～4 mm。
兩邊跨梁段施工完成后，啟用原設(shè)計(jì)預(yù)留的6孔備用預(yù)應(yīng)力孔道，該6孔12-φ15.24預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉后，實(shí)測(cè)上撓量為3～10 mm。超頂及張拉備用預(yù)應(yīng)力索后的最終橋面線形見圖5。
圖5 最終橋面線形
4.5 處理結(jié)果
本聯(lián)箱梁中跨下?lián)享斏龔?fù)位施工，從頂升支架搭設(shè)到最終頂升完成，前后共耗時(shí)15 d，施工過程較為順利。最終監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，該聯(lián)箱梁線形已基本恢復(fù)至設(shè)計(jì)狀態(tài)，頂升過程中應(yīng)力始終處于可控狀態(tài)，未對(duì)梁體產(chǎn)生不利影響。
5 結(jié)論
1)較大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用支架現(xiàn)澆施工時(shí)，應(yīng)充分考慮橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，嚴(yán)格按工藝流程施工，在形成多跨連續(xù)梁受力體系后方可拆除承重支架，否則極易出現(xiàn)梁體下?lián)系荣|(zhì)量問題。
2)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁出現(xiàn)較大下?lián)蠒r(shí)，若經(jīng)判定梁體處于彈性狀態(tài)時(shí)，可通過采用多臺(tái)千斤頂同步頂升回位的方案進(jìn)行處理，能夠使梁體恢復(fù)到設(shè)計(jì)狀態(tài)，避免了爆破拆除橋梁帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失及不良的社會(huì)影響。
3)在多臺(tái)千斤頂同步頂升連續(xù)箱梁處理過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)梁體的線形及應(yīng)力的監(jiān)測(cè)，確保頂升過程中梁體的安全。
［1］范立礎(chǔ).預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋［M］.北京:人民交通出版社，1988.
［2］鄭敦隆，許品天，廖趙偉.某現(xiàn)澆 PC連續(xù)箱梁滿堂支架垮塌事故分析［J］.工程質(zhì)量，2012(5):63-65.
［3］楊永清，郭凡，劉國(guó)軍，等.大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁式橋長(zhǎng)期下?lián)涎芯恐械膯栴}［J］.鐵道建筑，2010(9):1-4.
［4］黃躍平，周明華，胥明，等.預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁彎橋整體同步頂升糾扭與加固［J］.施工技術(shù)，2008，37(4):27-28，30.
［5］陳歷耿，吳毅彬，張鴻章，等.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)彎箱梁橋同步頂升糾扭施工［J］.世界橋梁，2012(3):72-75.
［6］李亞楠，楊健輝，魏加志，等.汾河特大橋預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)梁施工技術(shù)探討［J］.鐵道建筑，2013(7):12-14.
(責(zé)任審編 趙其文)
U448.35
:ADOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2015.11.07
2015-04-09;
:2015-07-22
盧小偉(1979— )，男，高級(jí)工程師，碩士。
1003-1995(2015)11-0024-03
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