悬臂浇筑连续梁桥线形监控与应力监控的差异

郭 昊

(中铁二十局集团第四工程有限公司，山东青岛 266061)

1 工程背景

某高速铁路连续梁桥计算跨度为(60+100+60)m。梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。桥宽12.6 m，中支点梁高为7.0 m，端支点及跨中梁高为4.6 m，主梁梁高变化采用二次抛物线，见图1。

图1 连续梁立面图（单位：cm）

首先在本桥主墩墩顶进行临时固结、同时布置施工临时落地支架，并对临时落地支架进行预压，再在临时落地支架上浇筑0号块，然后安装挂篮对称向两侧顺序施工其他块段，形成2个T构，然后安装边墩落地支架并进行预压，进而浇筑现浇梁段，再安装边跨合龙吊架，边跨合龙，拆除边跨吊架，然后安装中跨合龙吊架，中跨合龙，最后拆除主墩临时支座形成整个连续梁体系。

该桥的施工监控主要包含两个方面:线形控制以及应力控制。

2 线形监控的意义

连续梁悬臂浇筑施工是指在已施工完的桥墩上，沿桥梁纵向对称逐段浇筑施工的施工方式。后浇的预应力混凝土节段是依靠前期浇筑且已达到一定强度的预应力混凝土节段以及后期张拉的预应力钢筋来支撑的。采用悬臂浇筑法施工的连续梁桥，无需采用大量的满堂支架，进而大大节约了施工成本。其主要靠T构的受力特点进行施工，悬臂施工独特的受力特点必然导致悬臂浇筑连续梁复杂的挠度变化。为了保证桥梁以后的运营过程中梁体线形的合理与美观，必须在悬臂浇筑连续梁施工过程中进行线形监控。

因为预应力混凝土是非匀质材料，所以其力学性质存在不稳定性。同时其力学性质还受到时间、湿度、温度等诸多因素的耦合作用。采用悬臂浇筑施工的桥梁结构，各节段的预应力混凝土相互影响，且该影响具有较大的差异性。因为其影响因素众多，必然导致各节段的标高随混凝土浇筑过程变化而偏离预先设计的标高值。为确保施工的安全性，必须对整个悬臂浇筑过程进行严格的线形监控，进而使竣工标高符合设计要求，确保桥梁结构通车运营后的适用性满足要求。

悬臂浇筑连续梁施工过程中截面、测点的布置应满足文献［1］～［3］的相关要求。监控截面的布置如图2所示，本桥在各监控测试截面布置5个线形监控测点，线形监控截面测点布置图如图3所示。

3 应力监控的意义

通过检测施工过程中结构的应力大小，可以精确掌握施工过程中结构的实际应力状态。若发现施工现场检测到的实测应力与理论应力之间的偏差较大，就必须要进行原因分析以及应力调控，进而使结构的应力在设计的容许范围内变化。应力监控处理不当将会严重影响桥梁结构的施工质量，甚至会导致桥梁倒塌，因此在施工过程中必须按照相关要求，严格进行应力监控。

图2 线形监控测试截面布置图

图3 线形监控截面测点布置图

众多专家学者研究表明连续梁应力监控主要包括:恒载作用下的应力控制，预应力荷载作用下的控制，施工荷载作用下的应力控制，以及温度应力控制等。对于预应力筋的张拉应力需采用“双控控制”，即同时采用油表以及伸长量控制。采用后张法施工的桥梁结构还必须考虑预应力管道的摩阻损失。

对于悬臂浇筑连续梁的测试截面布置，我国规范并未做出明确的要求。因为梁体节段众多，若每个节段均布置应力监控的测试断面，则工作量较大，且经济成本较高。0号块根部截面混凝土的应力受各节段的挂篮移动、混凝土浇筑、预应力张拉以及桥梁结构体系转换等影响。其应力变化较大且十分复杂，是悬臂浇筑连续梁应力监控的关键截面。故本桥在0号块内设置应力监控测试截面，即2—2，3—3，6—6，7—7截面。L/4截面区域受剪力影响最大，也将 L/4 截面(1—1，4—4，5—5，8—8)作为应力监控的测试截面，见图4。

对于悬臂浇筑连续梁的截面测点布置，我国规范并未做出明确的要求。因连梁施工过程中主要为受弯构件，根据材料力学有关知识，截面的四个角点所受正应力最大，因此通常在截面的上下缘布置应力监控测点，如图5所示。对于L/4截面位置截面处，采用在腹板中布置应变花更为合理，考虑测点布设及监控方便，故本桥只将测点埋设于上下缘。

图4 应力监控测试截面布置图

图5 应力监控截面测点布置图

4 结语

以某高速铁路(60+100+60)m连续梁为例，介绍了连续梁线形监控与应力监控的差异。

1)线形监控的具体内容为:严格控制每一节段梁体的竖向变形，当变形值超过相关规范要求时，应立即进行分析变形超限的原因并确定采取补救措施，为下一节段的顺利施工以及竣工标高的验收提供保障。应力控制的具体内容为:控制连续梁在施工过程中以及成桥后的应力大小，尤其是在关键施工阶段进行应力监控显得尤为重要。悬臂施工过程中采用线形应力监控可以保证施工过程中主梁的施工质量，确保成桥后主梁的安全性以及适用性满足要求。2)规范要求采用悬臂浇筑施工的连续梁必须进行线形监控，且规范对线形监控的测点及测试截面给出了明确的要求。然而我国规范并未对连续梁应力监控做出明确规定，主要根据业主方的要求对跨度较大的连续梁进行应力监控。因此应力监控可视为线形监控的辅助手段。3)测试断面应选择施工过程中的最不利受力截面，如悬臂根部截面与L/4截面等，应力监控的截面测点应考虑测量方便且应力较大的双重原则。