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摘要:本文通过对高速铁路大桥施工过程中桥梁变形监测的施工经验,总结出了高速铁路悬浇连续梁桥施工监控关键技术,并对这些施工的关键技术做了详细介绍。本文首先对悬浇连续梁桥施工工艺要点进行了分析,然后对施工检测的方法和监测点的布置与观测方法进行了分析说明,最后对梁体线性的控制等等方面做了一些综述,期望对后期的工程能起到一定的指导作用。
关键词:连续梁、施工监控技术、施工工艺
中图分类号: TU74 文献标识码: A
一、前言
在高速铁路飞速发展的今天,铁路桥梁的结构形式在不断的发生变化,预应力混凝土连续梁桥应用越来越普遍,如何通过施工过程中进行监控工作是悬浇梁施工中非常关键和困难的一个过程,施工监测的目的就是对施工过程中桥梁结构实施监测,它是确保施工期间结构安全、施工质量、施工进度的重要手段。因此,监测控制测量是一项十分重要的工作。
二、悬浇连续梁桥施工工艺要点
1、梁桥选型与结构设计
结合悬挂能够承担的最大梁段重量、施工荷载等,以最不利荷载作为设计加工的根本依据;结合近年来的具体施工实践,总结经验与教训,考虑采取自锚平衡式三角形挂篮。该种形式的节点相对较少、不会发生强烈的变形问题、结构较为完善、便于施工和操作;该挂篮主要包括模板系统、悬吊系统、主桁架、锚固系统、底模平台以及走行系统等若干部分。
2、梁桥制作的控制。
为了提高施工质量水平,保障施工作業的安全性,除了设计梁桥应增强安全系数以外,要求制作梁桥的工程单位也要具备专业资格,针对三角桁架、底模前后横梁的吊带等较重要部位的质量,需进行细致的探伤检查,通过加载试验,合格之后方可投入使用。
3、混凝土浇筑方法
首先,在浇筑混凝土过程中,应加强对施工荷载力的控制,确保两端保持平衡性;其次,注意控制箱梁两端的混凝土质量偏差,采取交叉泵送的方法,保持两端混凝土的质量相等、对称一致,灌注速度相同;再次,在振捣过程中,避免振捣棒与波纹管接触,以免发生波纹管变形或损坏。
三、施工监测方法
1、施工监测理论
实际工作监测理论是指通过施工控制理论与方法严格控制和调整连续梁在施工的每一个阶段。通常情况下,理论计算应与实践相结合。通过理论计算得出连续梁施工中桥梁的变形,包括梁所受内力作用、梁体所受挠度、梁墩的沉降量等等;通过实际检测,可以得到施工过程中的一些关键控制参数,如主梁线形、主梁应力等等。分析理论与实测参数之间的误差,从而来指导实际施工过程,并采用合理的方法来控制。
2、进行施工监测流程
首先对现场安装实时监测体系,得出实时监测值;与此同时,对于现场进行相关实验验证,通过实验得出现场测试参数。比较这两组参数,再进行参数识别与修正,得出施工控制参数。通过设计方案,按设计参数通过相关理论计算出施工参数,与测试值进行对比分析,并进行分析和修正,最终确定下阶段的施工资料,指导施工。
3、施工监测的原则
第一、根据相关连续梁的实际施工特点,来确定实施监测;第二、实施监测所需要测得的主要参数为桥墩的变形和梁体内力两个方面;第三、施工阶段不同对于监测的侧重点不同,最开始进行桥墩施工时,所需要重点监测的是桥墩的内力与变形,同样的,梁体施工过程主要是监测梁体。
4、施工监测的内容
其一、控制前期理论分析。即通过理论来模拟连续梁的施工全过程,得出各施工阶段下理论的结构预期状态,计算分析出理论上各施工阶段的变形和受力预期情况;并对施工误差进行相关理论分析,确定出理论上减小误差的施工方法,整理出内力与变形的调整方案。其二、现场测试得出实际参数。根据实际施工情况,设计相关试验,以一个尽可能真实的环境来模拟施工,得出现场测试的数据,通过这些数据所得参数与第一步的参数比较,综合分析,使得施工控制与实际情况相符。其三、施工过程的实时监测。主要监测数据为变形特性和力学特性,通过监测进行反馈分析。其四、实时控制分析。对于上面三步所得到的数据进行整体考虑,结合实际施工环境,制定出最有效的施工方案。当遇到实际测得参数与理论参数偏差较大时,应立即检差施工流程,看是否是施工过程所导致的较大误差,在则进行理论分析指导,综合考虑,协助施工方一起解决问题。
四、监测方法与检测点布置
1、建立现场监测网
通过现场勘测,确定出现场控制点,以现场控制点为基础,组成监控网络。监控点的布置原则是连续梁的每段桥梁都必须布置两个及以上监测点,原则上为三个不在一条直线的三个观测点。使用全站仪对每一个观测点进行观测控制,保证整个观测网络的稳定性。观测频率依据施工情况来定,开始施工时,需要进行每天监测,施工完成之后,时间间隔可稍微长些。监测网的等级要求与监测距离有关,一般来说,平面控制网监测按一级标准实施监测,高程控制网监测使用二等水准技术进行检测。
2、布置监测点与检测要求
目前连续梁的施工大都采用悬臂挂篮技术,这种施工方法的监测点一般布置在挂篮上的主梁以及底篮所浇筑梁体上,通常情况下,梁体的监测点位于梁体的端部与梁体中部位置,特殊情况下依据具体情况而定。现浇边跨的观测点主要布置在两侧梁体、腹板与底模上。对于梁体的监测主要采用钉入式的方式布置监测仪器,端部布设点设置在实际端部的50cm处,防止脱落;中间的布置点尽可能布置在中轴线上,防护墙的内外各布置2个;腹板上的布置点主要作用是验证梁体两端是否发生扭曲。其中值得注意的是,梁体每施工一段,就要进行及时观测,开始的观测点应该多设置几个,对于腹板的翼缘处设置辅助观测点,监测各阶段施工。
3、梁体的线性控制
为了保证通过线性理论的计算值能够直接指导实践,对于梁体的各种因素必须要综合考虑,综合识别修正梁体的一些参数,设置合理的梁段立模标高,对于梁段立模标高的定义公式:表示第i段梁体的设计标高;表示其他梁体自重对于第i段所产生的挠度值;表示由于张拉预应力对于第i段产生的挠度值;表示由于外界因素对第i段所导致的挠度;表示梁体上的活荷载值对梁体所造成的挠度;表示梁体所受机械重力所导致的挠度;表示挂篮变形值;表示温度的修正后的挠度值。通过上式,可以看出梁段的立模标高的影响因素,分别为自身影响因素与外界的影响因素;因此对于实际情况下,应当综合考虑各种外界因素,对于理论值进行及时修正。
实践表明,对于张拉预应力值、管道的摩擦系数值以及温度应力所导致的徐变值等等都与设计值有较大偏差,这种偏差所导致的挠度计算值偏差也会很大,因此在实际工程施工过程中,因对这些关键性因素格外注意。
4、温度影响与观测对策
对于一些受日照情况好的桥梁,其混凝土凝结时间会比较短,因此前期对这种桥梁的监测频率要比较高;与此同时,有些地段的日夜温差较大,对于混凝土结构的变形影响就会比较大,因此这种情况应当每隔一个小时进行一次观测,若发现混凝土由于热胀冷缩导致桥梁结构不稳定现象,应及时采取措施补救。
五、结束语
综上所述,对于悬浇连续梁的施工过程,没有真正能够知道实践的施工工艺,在施工过程中,各种外界影响因素都会有所不同,因此根据经验来进行即时的指导显得非常的重要,对于桥梁的检测手段与检测频率也需要综合考虑当地的各种因素,选择最适合的施工方法。
参考文献
[1]孙树礼.京沪高速铁路桥梁工程[C]//2008中国高速铁路桥梁技术国际交流会.北京:中国铁道出版社,2008.
[2]德斌,程浪舟,朱文清.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]张文建,郑景文.京津城际铁路大跨度连续梁徐变及线形监控[C]//2008中国高速铁路桥梁技术国际交流会论文集.北京:中国铁道出版社,2008:
关键词:连续梁、施工监控技术、施工工艺
中图分类号: TU74 文献标识码: A
一、前言
在高速铁路飞速发展的今天,铁路桥梁的结构形式在不断的发生变化,预应力混凝土连续梁桥应用越来越普遍,如何通过施工过程中进行监控工作是悬浇梁施工中非常关键和困难的一个过程,施工监测的目的就是对施工过程中桥梁结构实施监测,它是确保施工期间结构安全、施工质量、施工进度的重要手段。因此,监测控制测量是一项十分重要的工作。
二、悬浇连续梁桥施工工艺要点
1、梁桥选型与结构设计
结合悬挂能够承担的最大梁段重量、施工荷载等,以最不利荷载作为设计加工的根本依据;结合近年来的具体施工实践,总结经验与教训,考虑采取自锚平衡式三角形挂篮。该种形式的节点相对较少、不会发生强烈的变形问题、结构较为完善、便于施工和操作;该挂篮主要包括模板系统、悬吊系统、主桁架、锚固系统、底模平台以及走行系统等若干部分。
2、梁桥制作的控制。
为了提高施工质量水平,保障施工作業的安全性,除了设计梁桥应增强安全系数以外,要求制作梁桥的工程单位也要具备专业资格,针对三角桁架、底模前后横梁的吊带等较重要部位的质量,需进行细致的探伤检查,通过加载试验,合格之后方可投入使用。
3、混凝土浇筑方法
首先,在浇筑混凝土过程中,应加强对施工荷载力的控制,确保两端保持平衡性;其次,注意控制箱梁两端的混凝土质量偏差,采取交叉泵送的方法,保持两端混凝土的质量相等、对称一致,灌注速度相同;再次,在振捣过程中,避免振捣棒与波纹管接触,以免发生波纹管变形或损坏。
三、施工监测方法
1、施工监测理论
实际工作监测理论是指通过施工控制理论与方法严格控制和调整连续梁在施工的每一个阶段。通常情况下,理论计算应与实践相结合。通过理论计算得出连续梁施工中桥梁的变形,包括梁所受内力作用、梁体所受挠度、梁墩的沉降量等等;通过实际检测,可以得到施工过程中的一些关键控制参数,如主梁线形、主梁应力等等。分析理论与实测参数之间的误差,从而来指导实际施工过程,并采用合理的方法来控制。
2、进行施工监测流程
首先对现场安装实时监测体系,得出实时监测值;与此同时,对于现场进行相关实验验证,通过实验得出现场测试参数。比较这两组参数,再进行参数识别与修正,得出施工控制参数。通过设计方案,按设计参数通过相关理论计算出施工参数,与测试值进行对比分析,并进行分析和修正,最终确定下阶段的施工资料,指导施工。
3、施工监测的原则
第一、根据相关连续梁的实际施工特点,来确定实施监测;第二、实施监测所需要测得的主要参数为桥墩的变形和梁体内力两个方面;第三、施工阶段不同对于监测的侧重点不同,最开始进行桥墩施工时,所需要重点监测的是桥墩的内力与变形,同样的,梁体施工过程主要是监测梁体。
4、施工监测的内容
其一、控制前期理论分析。即通过理论来模拟连续梁的施工全过程,得出各施工阶段下理论的结构预期状态,计算分析出理论上各施工阶段的变形和受力预期情况;并对施工误差进行相关理论分析,确定出理论上减小误差的施工方法,整理出内力与变形的调整方案。其二、现场测试得出实际参数。根据实际施工情况,设计相关试验,以一个尽可能真实的环境来模拟施工,得出现场测试的数据,通过这些数据所得参数与第一步的参数比较,综合分析,使得施工控制与实际情况相符。其三、施工过程的实时监测。主要监测数据为变形特性和力学特性,通过监测进行反馈分析。其四、实时控制分析。对于上面三步所得到的数据进行整体考虑,结合实际施工环境,制定出最有效的施工方案。当遇到实际测得参数与理论参数偏差较大时,应立即检差施工流程,看是否是施工过程所导致的较大误差,在则进行理论分析指导,综合考虑,协助施工方一起解决问题。
四、监测方法与检测点布置
1、建立现场监测网
通过现场勘测,确定出现场控制点,以现场控制点为基础,组成监控网络。监控点的布置原则是连续梁的每段桥梁都必须布置两个及以上监测点,原则上为三个不在一条直线的三个观测点。使用全站仪对每一个观测点进行观测控制,保证整个观测网络的稳定性。观测频率依据施工情况来定,开始施工时,需要进行每天监测,施工完成之后,时间间隔可稍微长些。监测网的等级要求与监测距离有关,一般来说,平面控制网监测按一级标准实施监测,高程控制网监测使用二等水准技术进行检测。
2、布置监测点与检测要求
目前连续梁的施工大都采用悬臂挂篮技术,这种施工方法的监测点一般布置在挂篮上的主梁以及底篮所浇筑梁体上,通常情况下,梁体的监测点位于梁体的端部与梁体中部位置,特殊情况下依据具体情况而定。现浇边跨的观测点主要布置在两侧梁体、腹板与底模上。对于梁体的监测主要采用钉入式的方式布置监测仪器,端部布设点设置在实际端部的50cm处,防止脱落;中间的布置点尽可能布置在中轴线上,防护墙的内外各布置2个;腹板上的布置点主要作用是验证梁体两端是否发生扭曲。其中值得注意的是,梁体每施工一段,就要进行及时观测,开始的观测点应该多设置几个,对于腹板的翼缘处设置辅助观测点,监测各阶段施工。
3、梁体的线性控制
为了保证通过线性理论的计算值能够直接指导实践,对于梁体的各种因素必须要综合考虑,综合识别修正梁体的一些参数,设置合理的梁段立模标高,对于梁段立模标高的定义公式:表示第i段梁体的设计标高;表示其他梁体自重对于第i段所产生的挠度值;表示由于张拉预应力对于第i段产生的挠度值;表示由于外界因素对第i段所导致的挠度;表示梁体上的活荷载值对梁体所造成的挠度;表示梁体所受机械重力所导致的挠度;表示挂篮变形值;表示温度的修正后的挠度值。通过上式,可以看出梁段的立模标高的影响因素,分别为自身影响因素与外界的影响因素;因此对于实际情况下,应当综合考虑各种外界因素,对于理论值进行及时修正。
实践表明,对于张拉预应力值、管道的摩擦系数值以及温度应力所导致的徐变值等等都与设计值有较大偏差,这种偏差所导致的挠度计算值偏差也会很大,因此在实际工程施工过程中,因对这些关键性因素格外注意。
4、温度影响与观测对策
对于一些受日照情况好的桥梁,其混凝土凝结时间会比较短,因此前期对这种桥梁的监测频率要比较高;与此同时,有些地段的日夜温差较大,对于混凝土结构的变形影响就会比较大,因此这种情况应当每隔一个小时进行一次观测,若发现混凝土由于热胀冷缩导致桥梁结构不稳定现象,应及时采取措施补救。
五、结束语
综上所述,对于悬浇连续梁的施工过程,没有真正能够知道实践的施工工艺,在施工过程中,各种外界影响因素都会有所不同,因此根据经验来进行即时的指导显得非常的重要,对于桥梁的检测手段与检测频率也需要综合考虑当地的各种因素,选择最适合的施工方法。
参考文献
[1]孙树礼.京沪高速铁路桥梁工程[C]//2008中国高速铁路桥梁技术国际交流会.北京:中国铁道出版社,2008.
[2]德斌,程浪舟,朱文清.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]张文建,郑景文.京津城际铁路大跨度连续梁徐变及线形监控[C]//2008中国高速铁路桥梁技术国际交流会论文集.北京:中国铁道出版社,2008: