浅谈双线铁路连续梁桥施工监控方法

【摘　要】 双线铁路连续梁桥目前为高速铁路桥梁经常采用的桥梁形式，此类桥梁施工方法主要采用现浇悬臂施工与满堂支架现浇施工相结合的方法。本文主要针对这两种施工途径，讨论相关施工细节施工控制的理论方法。

【关键词】 连续梁桥 监控方案 满堂浇筑

连续梁桥是多次超静定结构，理想的几何线性与合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖与科学合理的施工方法。而对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来说，从开工到成桥同样要经过一个复杂的施工过程，结构要经过多次体系转换，结构内力和变形亦随之不断发生变化，并决定成桥后结构的受力及线形。由于各种因素的直接和间接影响，使得实际桥梁在施工过程中的每一状态几乎不可能与设计状态完全一致，施工控制就是在施工过程中根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确保桥梁施工的每个阶段安全稳定、合理的进行。同时通过相应监控计算，对施工给出相应的调整建议，保证成桥的顺利进行。

对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来说，从开工到成桥同样要经过一个复杂的施工过程，结构要经过多次体系转换，结构内力和变形亦随之不断发生变化，并决定成桥后结构的受力及线形。由于各种因素的直接和间接影响，使得实际桥梁在施工过程中的每一状态几乎不可能与设计状态完全一致，施工控制就是在施工过程中根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬臂浇筑节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证施工沿着预定轨道（能达到成桥设计目标的施工路径）进行，从而保证主梁合龙段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值。另外预应力作用实际效果、实际环境的影响（包括季节平均温差和日照温差，空气湿度的影响）、测量误差、施工误差、结构模型简化和计算的误差等也会引起设计与实际施工状态的不一致。要使桥梁施工安全，进度顺利，同时也保证成桥符合设计要求，建立一个系统性的监控过程予以控制是十分必要的。因此，具体考虑施工过程中跟应力相关的各种控制因素：温度，结构应力等测试方法，以及桥跨合拢过程中主梁线性检测与基础沉降的影响因素，以及悬臂梁中各施工阶段预应力张拉与挂篮静力控制，本文认为桥梁监控应当至少具体包括以下几个方面：

1. 施工方法对比分析

悬臂施工以及挂篮施工是桥梁悬臂施工的两种常规方法，两者有着不同的优势与特点。对于悬臂施工而言，悬臂浇筑目前对于大跨径桥梁施工来说，技术已经十分成熟，一般为首选施工方案。但对于墩部不是很高且不跨越河流的桥梁来说，需考虑悬臂施工的经济，技术指标影响。

满堂支架是在一联或者多跨桥下设置支架，体系转换次数少，周转次数多，利用效率高，可以超前抢搭支架设置模板，施工速度快，多用于多跨现浇施工，既保证工程质量，又能加快施工进度，具有良好的经济效益。

不过相对来说，悬臂施工更为流行，技术成熟，对于连接城市之间的高铁项目来说，净空较低，且也易于施工控制；满堂支架现浇方法更具经济效益，对于山地建造的悬臂梁铁路桥来说，施工跟较为安全与高效率。

2. 桥梁温度控制

温度是影响主梁挠度的主要因素，而设计验算中因为温度变化的不规则性与复杂性也很难纳入理想的计算范围。为了考虑温度的影响，我们只能通过对施工过程实施温度监控，并根据实际情况对桥梁设计进行校核修改。

温度测点主要是测处梁沿高度的温度梯度，因此我们可以沿梁的高度每个按照一定的间隔布置从而得出温度的分布规律。

严格来讲，桥梁的每个应力测点旁边都应该布置一个温度测点，从而对该区域由于温度引起的无应力长度变化以及导致的应力进行修正。本桥在分别在主梁根部部分，主梁L/4、L/2部分布设6个测点，以及4个测点。而其中最重要的测点为顶板与腹板连接处、腹板与顶板连接处的4个测点。

a)主梁根部断面温度测点布置图

b)主梁L/4断面及L/2断面温度测点布置图

测量方法及测量频率：在主梁施工期间选择有代表性的天气进行24小时连续观测，例如：每个季节选择一个晴天、多云天和阴雨天；在桥梁合龙前某连续3天时间内，每隔2～3小时对各截面测点的温度进行测量，做好记录（必要时绘制温度随时间变化的曲线图），为箱梁温度位移及温度应力计算提供原始温度场数据。以此同时，需与温度测量同时测主梁标高、墩顶偏位。

在每节段挂模和合龙之前，对主梁温度控制截面实施测量，温度测试同样在温度相对稳定的时刻（日出之前）进行。

3. 结构应力控制

在大桥上部结构的控制截面布置应变测点，以观察在施工过程中这些截面的应变变化与应变分布情况。然后把结果及时反馈给分析技术人员，和计算结果相验证，在计入误差和变量调整后由分析计算人员分析以后每阶段乃至竣工后结构的实际状态，同时可以根据当前施工阶段向前计算至竣工，预告今后施工可能出现的状态，并预报下一阶段当前已安装构件或即将安装的构件是否出现不满足强度要求的状态，以确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整。要求：经现场测试，各施工阶段被测梁段的应变值和仿真分析的相吻合，应变变化没有出现异常。

具体测点布置参照温度测点布置图。

4. 基础沉降控制

由于土具有压缩性，地基承受建筑物基础荷载之后必然发生沉降。地基基础的沉降，特别是建筑物各个基础之间由于荷载不同或土层压缩性不同而引起的差异沉降，会使建筑物上部结构产生附加应力，影响建筑物结构的安全和正常使用。而对于连续梁桥的超静定性，基础沉降会产生较大的附加应力，也会对桥梁施工控制带来干扰与其它不良影响。

通过对各桥主墩承台进行沉降观测，定量确定其在施工过程中随加载所产生的沉降及不均匀沉降，并通过观测结果可以分析不均匀沉降对桥墩竖直度及水平位移的影响，指导全桥施工控制。

在各主墩承台的4个角点位置，各布设一个永久性观测点，在承台以外设置一固定不变的点作为基准点，采用水准仪测量其相对高差的变化，用以判断墩柱沉降及不均匀沉降；并采用全站仪定期复核基准点的高程变化，确保测量结果的准确性。

监测频率：沉降观测于桥墩施工前进行一次，墩身混凝土浇筑完成后进行一次，主梁每完成两侧各施工段后进行一次，全桥主梁合龙后和全桥完工后各进行一次。

参考文献：

[1]大阳山沟大桥施工监控实施细则施，谢明志.2011.

[2]菜园坝施工监控检测细则，中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司.2004.

（作者单位：西南交通大学峨眉校区）