高速铁路连续梁桥悬臂浇筑施工线形控制施工技术

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:高速铁路因其具有通行效率高、平顺性好的特点,深受公众的青睐,但对其相关的建设水平提出较高的要求,在高铁连续梁桥施工中,应重视线形控制工作。鉴于此,文章以高铁桥梁工程实例为依托,根据悬臂浇筑施工的特点,重点对其形控制技术展开探讨,描绘清晰的控制思路以及关键的控制要点,为类似工程提供参考。

  关键词:高铁桥梁;悬臂浇筑;线形控制;监控量测;

  新建安庆至九江高速铁路湖北段AJZQ为2标段,该范围内的桥梁重点建设内容包含跨京九铁路悬臂梁、跨合九铁路悬臂梁、跨G105国道悬臂梁、跨G347国道悬臂梁、跨S240省道悬臂梁五部分。

  根据高速铁路桥梁的建设质量要求,应明确线形控制的具体内容,以合理的方法做好监测与控制工作,保证桥梁可以高精度合龙。

2 高铁连续梁桥施工监控的基本思路

  针对悬臂梁的关键施工部位布设监测点,按规范开展监测工作,以确定具体的监测数据,据此分析悬臂梁的施工质量,针对构件变形情况、应力特点等进行准确判断。实测值与设计值的误差控制在许可范围内,可进入后续施工环节,否则应分析具体成因,进行针对性处理,直至满足要求。

3 施工控制分析

  3.1 施工监控方法

  经监测后,若确定的构件受力状态与模型计算结果存在明显差异,则需要引入参数辨识系统,向其中输入误差,由该系统自动对模型参数进行调节,生成与实际情况一致的模型结构。

  以修整后的计算模型参数为关键依据,再次组织计算,调整各施工阶段的关键内容,达到理想施工状态,为后续施工创设良好的条件。

  3.2 梁段立模标高的计算方法

  主梁挂篮现浇施工阶段,梁段立模标高为关键的控制指标,其对主梁线形的平顺性具有显著的影响,需要得到有效控制。若立模标高与设计要求相符,则表明桥梁线形处于可控的状态,实际结果满足要求。

  立模标高与设计阶段所确定的桥梁建成标高不一致,即普遍存在某特定的预抛高,其用于抵消施工期间所产生的变形量。

  立模标高计算:

  式中:Hlmi——i处的立模标高(m);Hsji——i处的设计标高(m);∑f1i——i处的上梁段自重挠度的总和(mm);∑f2i——i处张拉各预应力挠度总和(mm);f3i——i处混凝土收缩、徐变挠度;f4i——i处临时荷载挠度;f5i——i处二期恒载挠度;fgl——挂篮变形值(mm)。

  3.3 参数识别与误差分析

  选用最小二乘法,结构测量状态与模型计算结果不符,则确定误差并将其输入,通过对参数辨识算法的应用,针对参数进行合理调整,保证模型输出结果的准确性,使其能够与测量结果保持一致。借助修正后的模型开展进一步计算。在该机制下,可以反复识别各工况,直至计算模型符合实际情况。

  3.4 立模标高的灵活控制与预测

  经参数修正处理后,计算模型的可用性得以增强,其更符合施工后的阶段状态。但下一阶段的预测值依然可能存在不符合实际值的情况,应做好参数识别和误差分析工作,最大限度减小偏差。

4 施工监控方法的具体实施要点

  4.1 平面及高程控制方面

  (1)测量网的建立。

  (1)测量控制网的关键作用在于为箱梁悬臂浇筑施工提供支持,在各墩承台处构建测量控制网,密切关注工程施工进度,调整布设在承台上的控制点,使其向0号块转移。

  (2)通过经纬仪或全站仪的应用,创建以桥面中轴线为核心元素的平面控制网。

  (3)对于高程控制网,先在桥墩承台处确定具体的高程控制点,按规范有序施工后,若箱梁0号块成型,则在水准仪的检测作用下移至0号块顶面,也可利用全站仪建立。完成此操作后,确定的0号块水准点为高程控制点,可以供悬臂浇筑使用,以便精准控制箱梁悬臂浇筑的高程。

  (4)对于各桥墩的0号块箱梁而言,分别在该结构的顶面布设9个控制基准点。

  0号块顶面测量基准点布置如图1所示。

  (5)箱梁悬臂施工期间,若存在异常情况,则应当随即组织高程控制基准点的复测工作,以确保该类点可以得到有效的控制。包括经受力体系转换后,墩基础出现大幅度沉降现象;施工三个月后、施工期间施工单位存在特定复测需求。

  (2)基准点和梁段测点的埋设。

  在箱梁0号块基准点的布设中,分别为各基准点设置标记,此处采用Ф16 mm的直螺纹钢筋,要求其露出混凝土的部分达到2 cm,针对该外露部分采取打磨处理措施,使其具有圆顺的特点,为起到醒目的效果,刷涂红漆[1]。

  (3)箱梁悬臂梁段的测点布置。

  在各悬臂箱梁节段的顶板处分别布设高程观测点,数量均为3个,其优势在于可以同时监测箱梁的挠度以及扭转变形幅度。考虑数据的准确性要求,测点与节段前端面的距离约20 cm。

  箱梁悬臂梁段的测点布置情况如图2所示。

  (4)箱梁悬浇施工的测量控制。

  待箱梁悬浇节段的挂篮安装到位后,启用全站仪设备,依托箱梁截面控制网的辅助作用,在悬浇节段平面中线处放样,作为施工的作业基准。

  各节段箱梁悬臂施工中,做好监控量测工作,及时确定挠度和高程的具体值。

  在箱梁悬浇施工期间,以闭合水准路线的方式完成挠度变形观测工作。温度对箱梁施工的影响较为显著,为尽可能减小温度造成的不良影响,安排在低温且温度相对稳定的时段组织外业测量工作,具体分两类情况考虑,春、冬季节则以清晨6:30前为宜,夏、秋两季则应当在5:00前做好相应的测量工作,并全面记录各项测量信息,供分析所用。

  (5)监测箱梁体系转换及合龙。

  体系转换和合龙段施工前,组织高程联测工作,以便确定悬臂箱梁的实际高程情况,联测的具体时间段包括模板安装前、混凝土浇筑前及浇筑后、部分纵向预应力钢束张拉后及结束各处的张拉后[2]。

  4.2 箱梁温度测试工作的落实细节

  在温度变化的影响分析中,重点考虑的是季节温度变化和日照温度变化,各自影响特点存在差异。

  对于季节温差而言,其变化具有均匀性,即不存在短时间内大幅度波动的情况,同时对主梁挠度的影响有限,可以在施工阶段组织温度采集工作,将确定的信息输入计算机,判断具体的影响情况。

  相比之下,日照温差则具有变化频繁、变化复杂且影响较显著的特点,其在日照环境中体现得尤为明显,此环境中主梁顶板和底板的温差偏大,主梁有较大幅度挠曲现象,不利于主梁的稳定性。

5 施工阶段监测实施的要求

  (1)加强对施工临时荷载的控制,保证其能够始终稳定在许可范围内,以免造成不利影响。

  (2)施工方按照要求组织测量工作,监控方和监理方也应积极参与,起到辅助作用。

  (3)每完成一阶段的施工后,均由相关单位组织测试,汇总结果并对其展开分析,若实际施工质量满足要求则进入后续施工环节,若不满足要求则根据实际情况采取相应处理措施,直至有效解决。在该动态控制机制下,实现对施工质量的层层把关[3]。

  (4)在挂篮立模、混凝土浇筑前及结束后、预应力张拉后几个时段组织测试时,必须充分考虑现场天气情况,规避日照温差产生的影响。针对现场温差较大的情况,较适宜的时间为午夜2:00至日出前;若现场的温差较小,此时则可以在温度变化幅度较小的时段完成测试工作。

  (5)观测记录的内容应具有全面性,数据应准确,重包含施工工况、日期、时间、温度、施工荷载及其他各类特殊因素。全方位记录信息,相关人员对施工质量进行较为客观的判断。

6 结语

  综上所述,通过立模标高方法的应用,开展悬臂梁结构的相关监控量测工作,同时基于现有数据对桥梁的挠度加以预测,实现对桥梁线形的精准控制,为后续施工提供清晰指导,使各项工作沿着明确的方向有条不紊地开展。工程的施工安全状况良好,施工质量达标,说明其线形控制施工技术具有可行性,可供类似工程参考。

参考文献

  [1]王柳.预应力混凝土连续梁桥顶板纵向裂缝研究[J].工程建设与设计,2020(19):181-184.

  [2]莫德辉.三角形挂篮在桥梁施工中的应用[J].工程建设与设计,2019(13):250-253.

  [3]宿磊.悬臂浇筑连续梁桥临时固结施工工艺研究[J].工程建设与设计,2018(12):189-190.

作者:董鹏 单位:中铁十一局集团第四工程有限公司

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