津秦客专大跨径连续梁桥线形控制施工技术

摘要：结合津秦客运专线跨荷茨公路大跨径连续梁桥线形监控的工程实例，系统地介绍了连续梁悬臂施工线形控制的特点、误差控制标准、测点布设位置与原则以及线形控制技术流程与内容。通过对此客运专线连续梁线形监测结果的对比分析，验证了此线形控制施工技术的有效性，可为同类桥梁的施工提供参考。

关键词：连续梁桥；线形控制；悬臂施工；客运专线

Geometry Control Construction Technology of Long-span Continuous Girder Bridge on Tianjin-Qinhuangdao Passenger Dedicated Line    

 SHEN Guo-shun

 (The Fifth Engineering Co.,Ltd.，China Railway 21st Bureau Group，Lanzhou 730070，Gansu，China)

Abstract：With reference to construction control of a long-span continuous girder bridge crossing over Heci Road on Tianjin-Qinhuangdao passenger dedicated line, geometry control of continuous girder bridge, including features, error control standards, the location and principle of measuring point layout and geometry control technology process, was systematically introduced. Compared with the monitoring data, the validity of this kind of geometry control technology was proved. It provides refrence for construction of similar bridge.

Key words：continuous beam bridge; geometry control; cantilever construction; passenger dedicated line

 

连续梁桥由于具有整体性好、结构刚度大、变形小、抗震性能好、主梁变形挠曲线平缓和行车舒适等优点，因此在国内外公路、城市和铁路桥梁工程中得到了广泛的应用。悬臂施工不受季节、河道水位的影响，不影响桥下通航，不需大量的支架和临时设备，其已成为大跨径桥梁主要采用的施工方法[1]。采用悬臂现浇法施工的连续梁桥形成要经历一个复杂的过程，施工工序和施工阶段较多，且各阶段相互影响，为了使桥梁结构在最终成桥状态时达到设计要求的各项性能指标，确定各施工阶段桥梁结构的线形是桥梁施工控制中最为关键的任务之一[2-3]。铁路客运专线为满足高速列车运行安全性、平稳性和舒适性的要求，对梁体成桥后线形有较高要求，因此线形控制在铁路客运专线大跨度连续梁桥施工过程中显得尤为重要[4-5]。

1 工程概况

天津至秦皇岛新建客运专线跨越何茨公路段为一座三跨预应力混凝土铁路连续梁桥，大桥全长144m，跨径组合为40＋64＋40m，采用悬臂现浇法施工，桥型布置如图1所示。大桥边支座中心线至梁端0.75m，中跨跨中直线段长10m，边跨直线段长13.75m，梁全长145.5m。主梁为单箱单室变截面变高度预应力混凝土箱梁，顶板宽12m，底板宽6.7m，中支点梁高6.05m，边支点及跨中梁高3.05m。箱梁底部下缘线形按二次抛物线变化，梁底抛物线方程为

 

1 线形监控

对于分阶段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来说，施工线形控制就是根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇阶段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测或对下一阶段立模标高进行调整，以此来保证成桥后的桥面线形、保证合拢段悬臂标高的相对偏差不大于规定值[6]。

2.1连续梁线形控制特点

连续梁桥在悬臂施工阶段是静定结构，合拢过程中如不施加额外的压重，成桥后内力状态一般不会偏离设计值很多，因此连续梁桥施工控制的主要目标是控制主梁的线形。若已施工梁段上出现误差，除张拉预备预应力束外，基本没有调整的余地，且这一调整量也是非常有限的，而且对梁体受力不利。因此，一旦出现线形误差，误差将永远存在，对未施工梁段可以通过立模标高调整已施工梁段的残余误差，如果残余误差较大，则调整需经过几个梁段才能完成[7]。

2.2立模标高确定

在主梁的悬臂浇筑过程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。如果在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终桥面线形较为理想。

立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，一般要设置一定的预拱度，以抵消施工中产生的各种变形（竖向挠度），其计算公式如下：

  

3 线形控制施工技术

3.1 线形误差控制标准

据《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》规定，悬臂梁端高程误差在＋15mm和-5mm之间，合拢前两悬臂端相对高差小于合拢段长的1/100，且不大于15mm，成桥后桥面高程在±15mm以内。根据这一目标，在每一施工步骤中制订了如下的误差控制水平：

1．挂篮定位标高与预报标高之差应控制在0.5cm内；

2．纵向预应力钢束张拉完后，如梁端测点标高与控制小组预报标高之差超过±0.5cm，需进行研究分析误差原因，确定下一步的调整措施；

3．如有其它异常情况发生影响到标高，其调整方案应经分析研究，提出控制意见。

3.2 测点布设

挠度观测资料是控制成桥线形最主要的依据， 天津至秦皇岛新建客运专线跨越何茨公路40+64+40m连续梁桥线形监测断面设在每一阶段的端部，具体布置为: 每个0号块的顶板各布置9个高程观测点(见图2所示)，0＃块件的高程测点是为了控制顶板的设计标高，同时也作为以后各悬浇阶段高程观测基准点；悬浇阶段每个监测断面上布置两个对称的高程观测点，不仅可以测量箱梁的挠度，同时可以观测箱梁是否发生扭转变形。大桥箱梁顶板测点断面总体布置图如图3所示。

 

标高测点均用Φ16圆钢，圆钢筋顶部磨平，露出顶板2～3，并用红油漆作为标记。

混凝土箱梁线形测点布置需遵循以下原则：

1．测点要求尽量靠近腹板位置处；

2．测点离梁段端部10cm，不妨碍施工及挂篮的行走、固定等；

3．测点要易于保护；

4．要尽量使测量工作减少，如立一次仪器即可以测试全部测点的高程，最好设置在挂篮内侧，这样也可以减少转仪器（置镜点）引起的误差。

3.3 线形控制施工技术流程及内容

为尽量减少温度的影响，箱梁线形挠度的观测应安排在早晨太阳出来之前进行，每个施工阶段的变形测试时间根据施工阶段的进度来定。

3.3.1 线形控制流程

从挂篮的前移定位至预应力钢束张拉完毕是本桥施工的一个周期，每个周期中有关施工线形控制的步骤如下：

1．按照预报的挂篮定位标高定位挂篮，再重测量定位后的挂篮标高，并向控制小组提供挂篮的定位测量结果；

2．立模板、绑扎钢筋；

 

 

 

3．浇筑混凝土前，测量所有已施工梁段上的高程测点，复测挂篮定位标高，报施工控制小组；

4．施工控制小组分析测量结果，如需调整，给出调整后的标高；

5．浇筑完混凝土后第二天测量所有已施工梁段上的测点标高，测量本梁段端部梁底和预埋在梁顶的测点标高，建立测点与梁底标高的关系，提供给施工控制小组；

6．按《铁路工程检验评定标准》检查断面尺寸，提供给施工控制小组并向施工控制小组提供梁段混凝土超重的情况；

7．张拉预应力钢筋后，测量所有已施工梁段上的高程测点，并提供施工控制小组；

8．施工控制小组分析测量结果，根据上一施工周期梁底标高测量值、温度等测量结果，计算预报下一施工周期的挂篮定位标高。

控制流程的关键是每个施工循环过程的结束都必须对已完成的节段进行全面的测量，分析实际施工结果与预计目标的误差，从而及时地对已出现的误差进行调整，在达到要求的精度后，才能对下一施工循环做出预报。

3.3.2线形控制内容

    依据连续梁悬臂施工线形监控流程，线形控制内容主要包括以下几方面:

1．挂篮定位。根据监控计算的立模标高进行挂篮定位，定位底模前端标高及顶板标高。挂篮定位时需测量的内容如下：

1)底模前端模板的标高，使其满足监控方标高预报文件中的底板立模标高；

2)顶板立模标高，为底板立模标高加梁高；

3)所有已施工梁段顶板钢筋头测点标高；

4)底模前端钢筋头测点标高。

2．浇筑混凝土前后需完成的测量工作如下：

1)浇筑前检查挂篮定位标高，确保标高无误后再开始浇筑混凝土；

2)混凝土浇筑完成后，按照标高预告表提供的混凝土浇筑完成后的顶板顶面进行重新定位顶板顶面标高。 

3．混凝土养护期间需测量的内容：

1)所有已施工梁段顶板钢筋头测点标高；

2)底模前端钢筋头测点标高；

3)顶板顶面混凝土表面标高。

4．预应力张拉后需测量内容：

1)所有已施工梁段顶板钢筋头测点标高；

2)底模前端钢筋头测点标高。

5．合拢阶段主要测量内容：

1)合拢前合拢段两侧的标高差；

2)加配重后顶板钢筋头测点标高；

3)合拢后顶板钢筋头测点标高；

4)张拉后顶板钢筋头测点标高；

5)合拢阶段梁上荷载发生变化时，需要测量顶板钢筋头测点标高。

4 线形监控成果分析

结合天津到秦皇岛客运专线跨荷茨公路大跨径连续梁桥悬臂施工线形监控的实例，根据现场实测数据，将大桥边、中跨合龙时合龙段两侧梁段设计标高与实测标高进行比较，详见表１、表2所示。

表1 边跨合龙时合拢段两端梁段高程 （单位：米）

梁段号	设计高程	实测高程	误差
4#墩大里程侧	61.881	61.880	-0.001
5#墩小里程侧	61.886	61.882	-0.004
6#墩大里程侧	62.095	62.090	-0.005
7#墩小里程侧	62.200	62.200	0.000

注：表中梁段号参见图1所示。

表2 中跨合拢时合龙段两端梁段高程 （单位：米） 

梁段号	设计高程	实测高程	误差
5#墩大里程侧7#块	62.038	62.028	-0.010
6#墩小里程侧7#块	62.043	62.039	-0.004

注：表中梁段号参见图1所示。

从以上两表可以看出，该桥中、边跨合拢时，合拢段高程较设计值最大误差为0.010m,相邻梁段最大合拢误差仅为0.006m，远低于线形误差控制标准值，满足线形控制要求，说明了此施工监控过程的有效性与正确性。

5结语

线形监控对于悬臂浇筑法施工的连续梁具有重要的意义，是保障桥梁建造质量的重要手段。该桥通过实施线形监控，对结构在施工过程中的位移状态进行了有效的控制，使桥梁结构始终处于安全的可控状态，为施工的顺利进行提供了可靠地保证。

收稿日期：2011-05-30

作者简介：申国顺（1976-),男,宁夏隆德人,工程师,2001年毕业于兰州铁道学院铁道工程专业,工学学士,主要从事铁路交通土建施工。

参 考 文 献：

References：

[1]  顾安邦,张永水.桥梁施工监测与控制[M].北京:机械工业出版社,2005.

[2]  徐君兰,项海帆.大跨度桥梁施工控制[M].北京:人民交通出版社,1996.

[3]  葛耀君.分段施工桥梁分析与控制[M].北京:人民交通出版社,2003.

[4] 贾明伦.铁路客运专线连续梁桥的线形监控技术[J].山西建筑,2010,36(11):323-325.

[5] 中铁十九局. 铁路客运专线施工与组织[M].成都：西南交通大学出版社，2006.10.

[6] 周亚军.悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁线形的施工控制[J].西部探矿工程,2005,17(1):85-86.

[7] 伍　亮,余志武.悬臂浇注斜交连续箱梁桥的线形监控[J].铁道科学与工程学报,2006,3(5):31-35.