周 賓

(上海市政工程檢測(cè)中心有限公司，上海 201114)

1 工程概況

大蘆線(xiàn)航道整治二期大團(tuán)惠南段跨航道橋梁工程二團(tuán)橋主橋?yàn)槿珙A(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁橋，跨徑組合為59 m+97 m+59 m。大橋主梁采用直腹板單箱單室懸臂結(jié)構(gòu)斷面形式。主梁高度按1.6次拋物線(xiàn)變化，箱梁中支點(diǎn)梁高5.4 m，端支點(diǎn)及中跨跨中梁高2.6 m。箱梁頂板寬為9.7 m，底板寬為5.3 m，懸臂長(zhǎng)度2.2 m，0號(hào)塊頂、底板厚度分別為22 cm和75 cm，腹板厚55 cm，其他塊件頂板厚度為22 cm，底板厚度從根部的75 cm按1.6次拋物線(xiàn)變化至跨中的25 cm。

大橋主梁采用掛籃對(duì)稱(chēng)懸臂澆筑施工，邊跨局部采用支架現(xiàn)澆。主梁施工時(shí)，與主墩臨時(shí)固結(jié)，主梁除0號(hào)塊外劃分為9對(duì)梁段，如圖1所示。其中0號(hào)塊長(zhǎng)12 m，在墩頂托架上現(xiàn)澆施工，1號(hào)～2號(hào)塊長(zhǎng)4.0 m，3號(hào)～5號(hào)塊長(zhǎng)4.5 m，6號(hào)～9號(hào)塊長(zhǎng)5.0 m，邊跨直接現(xiàn)澆段長(zhǎng)11.44 m，中跨合龍段長(zhǎng)度為2.0 m，邊跨直線(xiàn)段采用膺架施工，0號(hào)節(jié)段采用支架現(xiàn)澆施工，合龍段采用吊架現(xiàn)澆施工，其余節(jié)段采用掛籃懸臂現(xiàn)澆法施工。

2 監(jiān)控思路

主橋的施工監(jiān)控工作采取了監(jiān)測(cè)與控制相結(jié)合的技術(shù)手段，通過(guò)“施工→測(cè)量→計(jì)算分析→修正→預(yù)告→施工”的循環(huán)過(guò)程，保證橋梁施工中的安全、順利合龍和結(jié)構(gòu)內(nèi)力、成橋線(xiàn)形符合設(shè)計(jì)要求。本工程采用線(xiàn)形控制與內(nèi)力控制相結(jié)合的方式對(duì)主橋的施工過(guò)程予以控制，具體流程見(jiàn)圖2。

1)線(xiàn)形控制：連續(xù)梁橋施工監(jiān)控以主梁的線(xiàn)形控制為核心。主梁懸臂施工中影響主梁線(xiàn)形的主要工序包括混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉以及掛籃前移，線(xiàn)形控制時(shí)主要控制主梁每個(gè)階段施工中上述三個(gè)工序的變形量，進(jìn)而將主梁線(xiàn)形控制在容許誤差范圍內(nèi)。

2)內(nèi)力監(jiān)測(cè)：將連續(xù)梁主梁截面內(nèi)力控制在可接受范圍以?xún)?nèi)。內(nèi)力控制主要體現(xiàn)在保證主橋在階段混凝土澆筑和預(yù)應(yīng)力張拉、合龍、體系轉(zhuǎn)換以及二期恒載施工等工況下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與理論計(jì)算值偏差在允許范圍內(nèi)。

3 監(jiān)控計(jì)算

采用MIDAS/Civil 2012建立主橋有限元模型，模型見(jiàn)圖3，主梁結(jié)構(gòu)分為58個(gè)梁?jiǎn)卧?。根?jù)實(shí)際施工方案設(shè)置施工階段模擬實(shí)際施工過(guò)程，將每個(gè)懸臂澆筑節(jié)段劃分為1個(gè)梁?jiǎn)卧?，跨中合龍段劃分?個(gè)單元，邊跨直線(xiàn)段劃分為4個(gè)單元。圖4給出了成橋后的主梁上緣應(yīng)力狀態(tài)。

主梁節(jié)段施工過(guò)程中，引起主梁變形的主要因素包括節(jié)段自重、預(yù)應(yīng)力荷載、施工臨時(shí)荷載、混凝土的收縮徐變、體系轉(zhuǎn)換、二期恒載鋪裝等，主橋立模標(biāo)高設(shè)置原則如下：

H施=H設(shè)+fs+fm+fg。

其中，H施為主梁立模標(biāo)高；H設(shè)為主梁設(shè)計(jì)標(biāo)高；fs為主梁施工全過(guò)程的主梁節(jié)段累計(jì)變形；fm為主梁成橋預(yù)拱度；fg為掛籃變形產(chǎn)生的撓度。

根據(jù)公式可以計(jì)算出主梁施工過(guò)程中每個(gè)節(jié)段端部在各工況產(chǎn)生的撓度，進(jìn)而便可求得每個(gè)節(jié)段達(dá)到目標(biāo)高程所需要調(diào)整的量。

4 監(jiān)控成果

4.1 主梁線(xiàn)形監(jiān)控

對(duì)于主梁線(xiàn)形控制，最主要的方法是控制主梁節(jié)段立模標(biāo)高。將施工誤差引起的主梁標(biāo)高變化通過(guò)下一節(jié)段立模標(biāo)高的調(diào)整予以修正。主梁標(biāo)高控制點(diǎn)主要選擇在各施工梁段前端。每節(jié)段掛籃就位，底模模板安裝完成后，對(duì)立模標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)。各梁段施工時(shí)，對(duì)部分節(jié)段的混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、掛籃前移等工序，做變形測(cè)量；主橋二期恒載鋪裝后，對(duì)全橋線(xiàn)形進(jìn)行通測(cè)，主要測(cè)量主橋橋面機(jī)動(dòng)車(chē)道兩側(cè)線(xiàn)形，并與設(shè)計(jì)線(xiàn)形對(duì)比，見(jiàn)圖5。

主橋施工過(guò)程中的立模標(biāo)高偏差大部分在3 mm以?xún)?nèi)，每個(gè)懸臂節(jié)段完成后的高程與預(yù)期結(jié)果偏差基本控制在20 mm以?xún)?nèi)，主橋懸臂節(jié)段施工過(guò)程中的應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明主橋受力狀態(tài)正常，主橋撓度實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值偏差較小，基本控制在20 mm以?xún)?nèi)，主橋跨中成橋預(yù)拱度為70 mm。主梁線(xiàn)形監(jiān)測(cè)見(jiàn)表1。

表1 主梁線(xiàn)形監(jiān)測(cè)

4.2 主梁應(yīng)力監(jiān)控

主橋施工過(guò)程中應(yīng)力監(jiān)測(cè)采用振弦式應(yīng)變計(jì)，該應(yīng)變計(jì)適用于惡劣環(huán)境下的應(yīng)變長(zhǎng)期觀測(cè)，其穩(wěn)定性好，測(cè)試方便，精度能滿(mǎn)足要求。選取橋墩根部截面、邊跨直線(xiàn)段截面、中跨合龍段截面布置應(yīng)力測(cè)點(diǎn)，如圖6所示，以主梁根部截面為例，給出了應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置位置。

以主梁根部截面為例，主梁的壓應(yīng)力隨著懸臂澆筑施工的進(jìn)行而不斷增加，除了前三個(gè)節(jié)段張拉后根部截面受到較小的拉應(yīng)力，其他工況根部截面均處于全截面受壓狀態(tài)；主跨合龍段底緣在主跨預(yù)應(yīng)力張拉前受到較小拉應(yīng)力，主跨預(yù)應(yīng)力張拉后各截面均處于全截面受壓狀態(tài)。因此結(jié)構(gòu)處于安全可靠狀態(tài)，應(yīng)力值的測(cè)試結(jié)果表明結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)表現(xiàn)正常(見(jiàn)表2)。

表2 主梁根部截面實(shí)測(cè)應(yīng)力 MPa

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)大橋施工過(guò)程的準(zhǔn)確計(jì)算分析，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)給出了各節(jié)段施工的立模標(biāo)高，對(duì)主梁施工進(jìn)行了嚴(yán)格控制。大橋成橋預(yù)拱度和線(xiàn)形均滿(mǎn)足《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的要求，施工全過(guò)程中應(yīng)力和撓度均處于受控狀態(tài)。