连续梁挂篮法施工监控方案探讨

摘　要：本文以某特大桥主桥连续梁为工程背景，介绍了桥梁施工监控的思路和方法，阐述了该预应力混凝土连续梁桥的施工监控的实施措施，以确保施工中结构的可靠性与安全性，保证成桥后结构的受力状态和线形符合设计要求。

关键词：预应力混凝土连续梁；施工监控；连续梁
1工程概况
　　某高速铁路特大桥主桥为（70＋3×120＋70）m变截面预应力混凝土连续梁，端支点及跨中处梁高为5.09m，高跨比为1/23.6；中支点处梁高为9.09m，高跨比为1/13.2。全桥共分133个节段，最大悬臂浇注块重为199.12t。主墩均为圆端型实心结构，墩高依次为27m、28m、28m、26m。墩底下面为5m厚的承台。承台下面为12根直径2.5m的群桩。
2施工监控思路和方法
　　施工控制应当采取理论计算预测→按预测进行阶段施工作业→阶段施工作业完成后实测反馈→根据实测反馈进行参数分析、评估及优化→进行下一施工阶段理论计算预测的循环次序进行。因此其主要工作内容包括阶段施工前的预测计算、阶段施工过程中的控制测量、实测结果与计算预测结果的偏差分析及优化分析三个方面的内容，具体实施时，需要考虑以下内容：建立全桥关键断面应力、线形、及温度场适时监测系统，针对不同的施工阶段及施工内容，适当提高监测频率；施工控制以每一阶段的构件的结构尺寸、桥面标高控制、结构应力控制为主；预应力张拉精度、梁体截面尺寸、混凝土材料性能及浇灌重量、施工周期、结构的温度场等对桥面的竖向线形影响非常敏感，应作为精度控制的重点；预应力张拉对结构线型及结构受力安全均有较大影响，在张拉过程中应对其进行重点控制；温度的变化会非常大的影响梁体的几何线形，并对梁体的精确线形确定非常重要。各施工阶段的线形测量应在黎明前进行，以消除温差造成的与设计值的偏离；施工中温度、风荷载的影响、砼的收缩和徐变、基础沉降等应在每一个施工阶段的分析模型中进行修正；混凝土收缩徐变对结构线形影响较为明显，施工前收集相关资料进行预测分析，施工过程中结合实测资料进行详细分析。悬臂施工阶段立模标高控制采用相对高差控制。在进行梁段立模标高计算时，主要提供每一个拟浇梁段前后端截面的高差，绝对标高仅做参考，如果出现位移计算结果与实际发生的位移值有偏差，再对高差进行修正。立模标高的控制应以追求桥面线形的平顺为目标。在成桥桥面标高的控制中应以桥面平顺为目标，不必片面追求个别节点的理论标高，当施工中某工序或梁段浇注后标高值与理论值发生偏差后，不必强行在下一个梁段中立即调整过来，而应根据偏差发生的特点找出原因，在后期悬臂浇注梁段挠度计算时进行修正，在以后的几个梁段甚至后期悬臂浇注的所有梁段中将标高偏差纠正过来。最后成桥可能很多梁段实际标高与设计标高存在一定偏差，但桥面整体线形为平顺的。
3施工监测内容与措施
　　（1）混凝土弹性模量。混凝土弹性模量是结构计算中的一个非常重要的参数，混凝土的实际弹性模量与设计值及计算假定值总是存在一定的差距，需要通过试验得出实际的混凝土弹性模量。在主梁0号块施工时，按规范要求制作弹性模量试块八组，每组3个，分别作3天、7天、28天、60天、90天、120天、150天、180天等不同龄期的弹性模量试验。确定实际配合比的混凝土弹性模量随时间变化的特性，并在监控计算中对这一参数的变化特性对最终成桥线型的影响进行分析。（2）混凝土容重及配合比。C60混凝土容重初步计算时取26.5kN/m3，混凝土容重大小与混凝土配比、所用石料密度等有关，实际容重与计算取值有一定差异。在主梁施工前几个节段，要求按规范制作试块，测定实际混凝土容重，作为监控计算的参数。在施工过程中，根据对组成混凝土材料配合比的控制、各材料用量的控制、截面几何尺寸的控制来控制混凝土容重及节段重。（3）截面特性参数。任何施工都可能存在截面尺寸误差，验收规范中也允许出现不超过限值的误差，但这种误差将直接导致截面特性误差，从而直接影响结构内力及变形的分析结果。因此在施工过程中，从立模开始至混凝土浇注成形后，都应进行截面特性参数的控制，一方面及时纠正施工偏差，另一方面及时发生成形后的截面特性偏差，在计算分析中予以适当考虑。（4）挂篮弹性变形。预拱度的设置应考虑挂篮弹性变形的影响，挂篮弹性变形通过挂篮加载试验获取其真实值。根据加载试验确定的挂篮弹性变形值，通过计算评估其对梁体横截面几何尺寸的影响，认为必要时，对挂篮进行适当的刚度加强。（5）钢材的力学性能。预应力混凝土梁体所使用的普通钢筋及预应力钢筋的弹性模量及强度指标、延伸率指标一般由材料供应商提供，在本施工控制中具体由材料试验室负责落实。（6）混凝土材料的收缩徐变参数。由于混凝土材料的收缩徐变，会导致施工过程中及成桥后梁体线型及内力发生较大变化，因此在施工前及施工过程中的监控计算必须了解混凝土材料的收缩徐变特性。在施工前采用规范规定的收缩徐变参数，在施工过程中的监控计算采用混凝土收缩徐变专项试验研究成果结合现场对位移及内力的实测结果进行试算确定最佳收缩徐变参数。（7）预应力施工控制参数。预加应力是预应力混凝土结构内力及变形控制考虑的重要结构参数，预加应力的大小受很多因素的影响，需根据现场实际进行测定。预应力控制参数参考预应力张拉专项试验研究成果并结合施工时实际控制测量成果确定。对于施工现场的预应力控制，除采用常规的油压表及伸长量双控外，还需进行现场实际索的孔道摩阻试验及锚下应力测量试验。（8）温度场测量。施工过程中的温度场测量包括大气环境温度场测量、主梁梁体温度场测量、主墩温度场测量及温度对线型及内力的影响测量分析。温度监测采用在梁体内埋设铜镍热敏电阻方法进行，在截面的顶板的上表面和下表面分别布置测点，在腹板布置测点，在底板的上表面和下表面分别布置测点，测量主梁结构表面和内部应环境变化形成的温度梯度。选择气温变化较大的一天进行全天测试。每隔2～4个小时测试一次，分析温度场随气温变化的规律。）在合龙时，对温度场进行一次全天测试，研究合龙时梁体的线型情况 。（9）施工线形控制测量。施工过程中的线形测量包括桥梁施工控制测量网定期复核测量、主墩墩顶沉降测量、各节段施工立模标高测量、施工荷载对线形影响测量、温度对线形影

响测量等。主梁线形监测主要采用高精度水准仪测量和全站仪。 线形测量主要内容包括：主梁线形控制网的测定及高程控制基准点的定期复测，主梁立模标高及截面尺寸的放样监测，中线偏位测量，主梁标高测量，主墩沉降定期测量，合拢前后线形24小时联测，成桥线形测量。梁段立模标高：H施＝H0-fs＋fm＋fg，式中：H施为主梁梁顶立模标高；H0为主梁梁顶设计标高，即成桥状态设计线形；fs为从梁段安装到成桥状态累计位移，向下为负；fm为主梁的活载预拱度，本桥考虑活载最大位移的1/2；fg为挂篮变形产生的挠度。成桥状态设计线形为考虑3年收缩徐变后的成桥线形，挂篮变形产生的挠度通过挂篮加载试验来获得。大桥成桥状态设计线形为平坡，因此施工监控实施中施工预拱度+挂蓝变形即主梁梁顶立模标高。（10）施工应力测量。在施工控制截面布置应力测点，以监控施工过程中应力变化及分布情况并与理论计算值对比，在计入误差及变量调整后分析以后每阶段及竣工后结构的实际工作状态。应力监测测量组件选用JXH-2型钢弦式记忆智能应变传感器，主梁应力测试，共布设15个截面，主梁应力测量工况为每节段混凝土浇筑完成，每节段预应力张拉完成，合龙段浇筑前后，合龙段预应力张拉前后， 全桥合龙后。
4结语
　　对于预应力混凝土连续梁桥来说，采用悬臂施工法有许多优点，但桥梁的形成都要经过一个复杂的过程。在施工过程中如何保证主梁竖向线型偏差及横向偏移不超过容许范围、如何保证合拢后的桥面线型良好、如何避免施工过程中主梁出现过大的应力等问题，如何保证施工状态与设计状态最大程度吻合等，均需进行施工监控监测来解决。
参考文献:
[1] 夏文俊,陈锋平.大跨度预应力混凝土连续梁桥施工监控技术[J]现代交通技术,2007,(2).
[2] 石德斌,程浪舟.大跨度变截面预应力混凝土连续梁桥施工监控[J]铁道标准设计,2006,(2) .
[3] 梁志广,李华伟.大跨度预应力混凝土连续梁桥的线形控制[J].石家庄铁道学院学报,2002,(1).
作者简介：钱洪燕(1967--)，男，汉族，本科，工程师，主要从事公、铁建设施工管理工作。