黄金
（中铁三局集团华东建设有限公司，江苏南京 210000）
浅析连续梁悬灌法施工线形监控
黄金
（中铁三局集团华东建设有限公司，江苏南京 210000）
针对预应力混凝土连续梁桥线形监控，结合宁天城际轨道交通一期工程跨马汊河大桥工程实例，对悬灌法施工阶段线形监控的实施措施进行分析总结。
预应力混凝土连续梁 悬灌法 挂篮 线形监控 总结
1 引言
随着铁路及轻轨发展日趋成熟，大跨度桥梁的结构形式不断变化，预应力混凝土连续梁桥已十分普遍，悬臂浇筑也成为比较普及的施工工艺。日本预应力混凝土工业协会《关于预应力混凝土长大桥梁的调查研究报告》指出，1972年后建造的跨境大于100m以上的桥梁近200座，其中悬灌法施工占80%左右。然而由于在施工阶段桥梁实际参数与设计时不同以及施工阶段多、过程耗时长，桥梁的成桥线形与设计目标仍存在一定偏差。
当各个工况结构的受力状态与设计不符，而又不能及时识别引起控制目标偏离真正原因时，必然导致在以后节段施工中采取错误的纠偏措施，引起误差累计，使实际结构与原设计不符。所以必须通过施工过程的控制以及线形调整来获得预先设计的几何线形，线形监控是解决此类大跨度桥施工问题的重要措施。
图1 桥梁立面图
图2 监测点位置布置示意图
表1 预应力混凝土连续梁悬臂浇筑允许偏差（mm）
2 施工阶段线形监控理论及方法
2.1 工程概况
宁天城际轨道交通一期工程跨马汊河大桥（66+110+63m）为三跨预应力混凝土连续梁桥，桥梁全长239m，其主跨跨度为110m。本桥梁为单箱单室、直腹板、变截面结构，挂篮结构形式采用菱形挂篮（如图1所示）。
2.2 监控理论
施工阶段线形监控目标有两个：一是确保施工中结构的安全，使结构关键截面应力控制在允许范围内，并保证其有足够的强度和稳定性；二是确保线形符合设计要求，减少桥梁次内力和裂缝的产生，使桥梁在后期营运时处于良好受力状态，延长桥梁寿命。
预应力混凝土连续梁桥线形监控是一个“预告→施工→监测→分析→修正→预告”的循环过程，使结构标高在规定的时刻与设计标高的偏差在允许范围内，可以保证成桥后良好的设计线形。
2.3 线形监控主要影响因素
施工过程中影响桥梁结构线形及内力的因素主要由以下几方面：悬臂施工挂篮的选择、临时支墩的设置、预应力筋的定位、立模标高预测、合龙技术措施、体系转换工艺、施工临时荷载、混凝土徐变、日照温差影响等。
除以上影响因素之外，还有以下几个方面：①施工过程的稳定性和可靠性，如断面尺寸混凝土方量等应严格控制。②预应力施工中预应力筋张拉力值及伸长量控制在误差范围内。④按照施工方案及标准严格控制，包括挂篮锚固点加固、挂篮预压等，减少挂篮变形的不确定性、控制稳定合理的挠度变形。
2.4 线形控制程序
在施工过程中，要使线形达到良好的效果，应进行多方面的工作，首先认真了解图纸，理解设计思想及参数，其次做好测量与实验工作，并采集有效合理的数据，最后对数据进行数学或物理处理，进行结构分析计算，预测下一同等工况施工误差，根据预测结果，调整下一梁段预拱度，确定立模标高。
（1）首先为了保证箱梁高程施工精度，通过现场实测，及时准确地控制和调整施工中发生的偏差值。选用高精度水准仪，高程控制以Ⅱ等水准高程控制测量标准为控制网，箱梁浇筑以Ⅲ等水准高程精度控制联测，并应在岸边设立永久性点，以便随时校核。
（2）梁体标高观测步骤。
①立模理论标高计算：箱梁理论立模标高的计算是做好监控监测的基础。一般情况，在计算立模标高的同时应给出结构三条高程曲线：设计曲线、目标曲线和预拱度曲线。预拱度曲线计算应考虑施工阶段、自重、温度、收缩徐变和预应力等作用及所采用的结构材料参数应按试验室实测数值，比如弹模E和容重γ等参数。
②箱梁节段施工：根据监控单位提供的箱梁立模标高进行施工。
③阶段测量：本桥每个节段施工分四个环节测量：第一阶段：挂篮移动后，测现浇段高程；第二阶段：混凝土浇筑前，观测立模高程；第三阶段：张拉预应力之前，测现浇段高程；第四阶段：张拉预应力之后，测现浇段和已浇段高程；测已浇段主要是分析线形。
④数据处理及预测分析：根据对比情况调整参数给出下一节段箱梁的立模标高，分析数据具体考虑的影响因素包括：挂篮变形误差、桥面临时荷载影响、结构刚度误差、温度影响、张拉预应力误差及模板定位误差。
⑤实际立模标高：监控单位在分析处理测量数据之后，发出立模指令。
⑥主要监控精度：见表1。
当施工节段线形监控以上项目偏差大于允许偏差时，应及时对原因进行分析并纠正。
2.5 线形监控措施实例
2.5.1 测量监控
①以平面水准控制点D052、D053作为平面导线和水准控制网，并定期与其他控制点联测校核。
②确定测量断面点数及次数，根据模板形式及固定方式在每一断面测5个点，并分别在立模，浇筑前后，张拉后，移挂篮后等各工况下进行测量相应点高程，制定了适合主桥使用的记录表及汇总，对观测数据及时分析并上报，考虑全面，根据确定下一节段标高调整值。
③对各节段监测点进行保护（如图2所示）。
2.5.2 挂篮变形控制
本桥所采用的挂篮为菱形挂篮，特点是：整体移动便捷，操作方便；单套挂篮重55t，挂篮重与梁重比值是0.39（满足规范0.3～0.5的要求）。无平衡配重，后锚利用精轧螺纹钢和扁担梁反压锚固在箱梁顶板上。在使用前对挂篮进行预压，观测其变形，此观测为以后各梁段标高控制提供了重要依据。
2.5.3 预应力控制
除挂篮外，预应力是对线形控制影响比较大的因素之一，预应力控制的好坏与最终线形有直接关系，因此我们对此做好合理控制。
①对于张拉设备按照校验频率做好检验，如发现异常及时重新检验或校正。②张拉时按张拉先后顺序，遵循先纵向后竖向最后横向、先长束后短束的张拉原则。③张拉采用“双控”，伸长量误差控制在允许范围之内。④由于集中预应力对混凝土的徐变产生很大影响，加上高标号混凝土，早期强度比较快，弹性模量不稳定，在满足张拉强度前提下，尽量保证各节段张拉时的混凝土状态处于相同水平时张拉。
2.5.4 合龙段施工
在合龙段施工牵扯到全桥的体系转换过程，是全桥影响线形的最关键环节，必须做好分析，设计合理的施工方案。
合龙段施工过程是一个由悬臂到连续的过程。在体系转换过程中，梁体正负弯矩区发生交换及大小改变，因此挠度也随之改变。
①首先必须依据设计图纸详细制定施工方案，严格执行施工方案各项步骤。②在节段施工至最后几段时，及时针对边跨现浇段高程调整设计标高，保证合龙段施工前，两端高差在偏差允许范围之内。③悬臂梁段受温度变化的影响产生纵向伸缩，导致合龙段施工过程受到张拉或压缩的应力影响，因此在浇筑前应将两端悬臂临时锁定，临时形成刚性支撑，保证合龙段混凝土质量。本桥外钢性支撑采用两36c工钢组成，内支撑采用7束预应力钢绞线临时锁定。合龙段浇筑在夜晚温度最低时进行。
在项目部全体人员的共同努力下，跨马汊河梁桥顺利合龙，合龙前各项偏差均在规范偏差允许范围以内，整体成桥后线形与设计目标值吻合，并得到了业主的表彰。
3 结语
线形控制在悬臂浇筑施工中占据着举足轻重的地位，其影响因素涉及到施工中各个环节的控制情况。线形控制既能保证成桥后良好的线形，而且在挠度分析的同时进行应力分析可以有效地指导施工，并能有效保证施工质量。
笔者认为只要注意以上控制措施，把握住关键环节，针对几个关键环节提前制定专项施工方案，严格落实施工措施，做好日常的监测分析工作，就一定能达到良好的线形控制。
［1］雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计［M］.人民交通出版社，2000.
［2］叶见曙.结构设计原理（第二版）.人民交通出版社，2009.
