第３６卷第６期 ２ ０ １ ０年２月 山 西 建 筑 Ｖ０１．３６ Ｎｏ．６ ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｆｅｂ．２０１０ ・３０１・ 文章编号：１００９—６８２５｛２０１０）０６—０３０１．０２ 高速铁路悬臂浇筑连续梁线性控制综合技术 郝正红 摘要：结合京沪高铁京杭运河特大桥，对悬臂浇筑梁线性控制技术进行了探讨，详细介绍了平面与高程控制、支架及挂 篮挠度控制、梁体线性预测及监控、基础沉降变形观测、梁顶六面坡控制等线性控制综合技术。 关键词：高铁，悬臂连续梁，线性，技术 中图分类号：Ｕ２１２．３ 文献标识码：Ａ １ 工程实例 往返闭合测量进行高程加密。 京沪高铁Ⅳ标徐州京杭运河特大桥全长５ ４０１．０２延米，其中跨 ２）线下高程控制网上桥。在线下高程网基础上，利用ｌ 级全 京抗运河上部结构为（印＋１００＋６０）ｍ连续梁，位于２８号～３１号 站仪采用三角高程方法在０号段梁顶重新建立不少于２个高程 墩。梁体结构形式为单箱单室直腹板、变高度、变截面结构，箱梁 加密点（０号段施工直接采用三角高程方法控制）。 顶宽１２．０ ｒｌｌ，梁底宽６．７ ｉｎ。顶板厚度除梁端附近外均为４０ ｃｍ； ３）桥面高程控制网。按照二等水准复测的方法对二等水准 底板厚４０ ａｎ～１２０ ｅｒａ．，按直线线性变化；腹板厚６０ ｃｍ～８０ ｃｍ， 上桥进行评差数据处理，与桥下二等水准点形成闭合环。 ８０锄～１００ ｃｎ２，按折线变化。全桥共分５９个梁段，中支点０号段 ３．３梁体轴线测量 长度１４ ｍ，一般梁段长度为２．５ ｍ，２．７５ ＩＴＩ，３．０ ｍ，３．２５ ｍ，３．５ １ＴＩ 测点布置：每个节段的桥面中心点设置１个轴线测点，另外 和４．０１３＂１，合龙段长２．０ｍ，边跨直线段长９．７５ｍ。连续箱梁各控 在立模时，控制模板前端４个点的坐标，达到对梁体平面位置的 制截面梁高按二次抛物线Ｙ：０．００１ ６２２ ５ｘ 变化，梁高分别为： 精确控制。测试仪器：采用全站仪测量，测量精度在±５ ｍＩｎ以 端支座处、边跨直线段及跨中处４．８５ ｍ，中支点处梁高７．８５ ｍ。 内。测试要求：每施工一个节段后观测本节段测点的坐标。 根据ＣＲＴＳｌ／型板式无砟轨道对桥面构造的要求，梁面设置顶宽 ４支架及挂篮挠度控制 ３１０ Ｃ１ＴＩ的加高平台，加高平台平整度要求为１ ｍ／２ ｎｌｒｌｌ，４ ｍ／３ ｒｎｌｎ。 ４．１ 支架挠度控制 ２线性控制综合技术的内容 悬臂浇筑连续梁０号段及直线段一般均采用支架进行现浇， 根据高速铁路的控制目标，线性控制综合技术的内容主要包 ０号段支架的形式有钢管支架、三角形托架、碗扣式支架及脚手架 括：平面与高程控制、支架及挂篮挠度控制、梁体线性预测及监 支架等，直线段支架形式有钢管支架、墩旁托架等，支架施工前均 控、基础沉降变形观测、梁顶六面坡控制等。 采用现场堆载预压。 ３平面与高程控制 １）支架的设计。０号段及直线段支架设计委托有设计资质的 ３．１ 平面控制网 单位进行设计、检算，在施工工程中不得随意更改设计参数和材 料规格。 １）线下平面控制网。在京沪高速铁路“三网合一”精测网ＣＰ ２）支架的预压。支架预压采用现场堆载模拟施工状态预压， Ｉ，ＣＰⅡ点基础上，在悬臂浇筑连续梁桥位处建立ＣＰⅡ加密点， 预压总重量包括钢筋、混凝土、模板、施工机械和人员临时荷载 与既有ＣＰＩ，ＣＰＩＩ点组成闭合环。 等，同时按照设计文件和规范要求考虑一定的安全系数，一般为 ２）线下平面控制网上桥。在线下既有ＣＰ Ｉ，ＣＰⅡ点及加密 １．２。预压总重量按照模拟施工状态进行逐级加载，卸载按照加 点ＣＰⅡ的基础上，利用闭合环在０号段梁顶重新建立不少于３个 载逆向进行，每级加载、卸载完成后持荷一定时间后进行观测。 ＣＰＩＩ加密点（０号段施工时采用自由设站控制）。 ３）数据分析。数据分析要认真、科学进行，符合力学变化特 ３）梁顶平面控制网。在梁顶建立的ＣＰⅡ加密点基础上，采 性，通过数据分析计算出支架的变形值为： 用自由设站及设站已知点两种方法进行校核。 总变形＝加载稳定后读数一初始状态读数； 京杭运河特大桥平面控制网见图１。 残余变形＝卸载后读数一初始状态读数； 弹性变形：总变形一残余变形。 ４．２挂篮挠度控制 １）挂篮的设计及加工。挂篮的设计委托有设计资质的单位 进行设计、检算，同时要求专业厂家进行生产加工，使用前对主构 件的焊缝需进行超声波探伤检测。 ２）挂篮预压。挂篮预压利用张拉千斤顶在平整的场地上模 拟施工荷载进行加载预压，下面以京杭运河特大桥施工的挂篮为 图１ 京杭运河特大桥平面控制网 ．例说明预压方法。预压前对挂篮主构架进行编号，两片主构架为 ３．２高程控制网 一组。预压时，将主构件水平放置，两片主构件相对，并支垫平 １）线下高程控制网。在京沪高速铁路“三网合一”精测网ＣＰ 稳。前端测点Ｂ位置利用一根ｅ９３２精轧螺纹钢筋穿过主构架前 Ｉ，ＣＰⅡ点基础上，在悬臂浇筑连续梁桥位处采用二等水准测量、 吊点，一端锚固，另外一端安装一台ＹＤＩＯＯＡ型千斤顶预压，测点 收稿日期：２００９—１０—１０ 作者简介：郝正红（１９７４一），男，工程师，中铁十二局一公司，山西临汾０４１０００ ・ ３０２ ・ ． ２ ０３ ６卷 ６警 １ ０年２月 山 西 建 筑孔道偏差系数忌均按试验所得数据进行调整。 Ａ位置用一根０３２精轧螺纹钢连接，两端锚固。开动油泵，这样 而孔道摩阻系数 ，５）混凝土收缩徐变系数。建立理论计算模型时，根据以往的 千斤顶的作用力就传递给挂篮主构架，达到给挂篮加载的目的。 预压重量按照挂篮空载、最小梁段重量、最大梁段重量进行分级 经验和相关资料进行综合分析来给混凝土收缩徐变系数赋初值。加载，每加载、卸载一级持荷３０ ｍｉｎ，并量测挂篮变形。卸载按照 混凝土收缩徐变系数的调整是通过分析累积变形来处理的。只 加载逆方向进行。 有当本阶段变形理论值与实测值相符而累计变形不符时，才对所 ３）数据处理。由于挂篮预压在地面上进行，没有将挂篮全部 累计过程混凝土的收缩徐变系数进行调整。６）施工荷载。施工荷载根据实际情况进行取值。 组拼，所以测出挂篮主要承重构件的变形、加载工况基本与实际 受力相似。在预压时，Ｂ点的变形量包括了Ａ点变形对Ｂ点的影 ５．２．２模型计算 响值，计算挂篮主构架的变形时，要将此影响值剔除。Ｂ点的净 绝对挠度法的概念与公式如下： 变形值为两片主构件变形值的总和，单片主构件的变形值为总变 形值的一半。 定义１：模板预拱度＝立模高程一设计高程。 这样定义的预拱度可直接用于确定每一节段模板的标高：立 模高程＝设计高程＋预拱度。 ５梁体线性预测及监控 ５．１ 梁体线性预测与监控过程 梁体线性预测及监控是一个预测－一施工一量测一识别一修 正一预测的循环过程，就是在悬臂浇筑前根据施工组织设计、设 定义２：梁体预拱度＝梁体实际高程一设计高程。 根据绝对挠度法，同时结合模型计算出的预拱度，就可以得 到每一施工阶段的立模标高。 计文件、已知参数和经验参数，采用桥梁博士、ＭＩＤＡＳ等结构分 ５．３梁体线性监控 析软件对梁体施工状态进行正向和反向模拟，计算出不同施工状 １）０号段高程测点布置。每段高程控制点布置在离块件前端 Ｉｎ处，采用０１６钢筋在垂直方向与顶板的上下层钢筋点焊牢 态下的挠度变化并指导施工；悬臂施工过程中，通过监测梁体结 １０ ｃ并要求垂直测点（钢筋）露出箱梁表面５叽，测头磨平并用红 构在各个施工阶段的实际变形情况，及时了解结构实际挠度变 固， 化，根据监测所获得的数据，经过误差分析对原来计算参数进行 油漆标记。布置０号段高程观测点是为了控制顶板的设计标高，修正，经过再次计算调整确定下一梁段的立模高程，如此反复循 同时也作为以后各悬浇节段高程观测的基准点。每个０号段布 环，直至大桥安全顺利地建成。 置８个观测点。２）各悬浇阶段的高程观测。每个悬臂节段设一 ５．２梁体线性预测 ５．２．１ 理论模型结构参数的选取及修正 测试截面，混凝土浇筑前标高控制点在梁底两腹板底部设置２个 点，浇筑完成后转移至梁顶，梁顶设４个观测点。３）测量。ａ．测 试仪器采用高精度水准仪，测量精度在±１ ｒｎｌｎ以内。ｂ．每一节 段施工的挂篮安装模板后、钢筋绑扎完成后（混凝土浇筑前）、浇 筑混凝土后（纵向张拉前）、纵向预应力张拉后、挂篮前移后等施 工环节均进行标高测试，观测各节点断面高程变化。Ｃ．为了保证 测量精度，在施工荷载和施工状态不变的情况下，每天在０：００至日 出前、１７：００￣２０：００这两个时段内进行测量。 １）混凝土的容重。ａ．首先根据设计图计算出梁体各节段的 理论容重ｙ＿毋，给建立的理论模型赋初值。ｂ．再根据施工时混凝 土的实测容重７ 混凝土重新对 进行修正调整，消除理论模型与 实际结构的容重偏差。 ７混凝土×Ｖ混凝土＋ 筋×ｖ钢筋 筋 眦凝土叶。 其中，ｙ 混凝土为该梁段混凝土的实测容重；ｙ粱为该梁段梁体 ６基础墩身沉降变形观测 的实际容重。 承台和墩身浇筑完成后，按照《京沪高速铁路线下工程沉降 ２）梁体实际浇筑尺寸。建立模型时以设计梁体截面尺寸为 变形观测实施细则》要求在承台和墩身相应位置埋设观测标志， 依据，施工过程中通过实测已浇筑梁体尺寸，主要为梁段长度、顶 并按照观测频率要求进行定期观测分析，同时对梁体预拱度进行 底板厚度等偏差引起的梁体尺寸与设计尺寸偏差，根据实测数据 相应的修正。 及时对梁体模型相关参数进行修正。 ３）混凝土弹性模量及轴心抗压强度。建立计算模型时，一般 ７施工效果 本桥自２００９年元月１５日进行０号段施工，９月１５日全桥合 是根据以往的经验和相关资料给混凝土弹性模量Ｅ赋初值。施 龙，历时２４４ ｄ，合龙精度均控制在５ Ｉ／Ｌｒｎ以内，施工中其他各项指 工控制中根据现场实际试验数据对其进行修正，使依据所选参数 标均符合设计要求，同时本标段的其他同类桥梁也采用该技术， 计算得到的变形与实测变形相吻合。 都收到良好的控制效果。说明文中论述的线性控制综合技术是 ４）预加应力。预加应力值的大小受张拉设备、管道摩阻、孔 可行的，值得在同类桥梁中推广。 道偏差、预应力钢筋断面尺寸和弹性模量等因素的影响，控制中 参考文献： 要对其取值误差作出合理估计。理论模型建立时，孔道摩阻系数 ［１］张继尧．悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥［Ｍ］．北京：人民 孔道偏差系数ｋ按规范取值，施工中连续梁做孔道摩阻试验，故 交通出版社，２００４． ，Ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｅｘｐｒｅｓｓ ｒａｉｌｗａｙ ｃａｓｔ－ｉｎ－ｐｌａｃｅ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ ＨＡＯ Ｚｈｅｎｇ－ｈｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｓｕｐｅｒ ｌａｒｇｅ ｂｒｉｄｇｅ ｏｖｅｒ Ｊｉｎｇ－Ｈａｎｇ ｃａｎａｌ ｏｆ Ｊｉｎｇ－Ｈｕ ｅｘｐｒｅｓｓ ｒａｉｌｗａｙ，ｔｈｅ ｃａｓｔ—ｉｎ－ｐｌａｃｅ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｌｉｎｅａｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈ— ｎｏｌｏｇｙ ＷＥｔＳ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｐｌｎｅ ａｎｄ ａｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｆｒａｍｅ ｎｄ ｈａｎｇｉａｎｇ ｂａｓｋｅｔ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｂｅａｍ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｎｄ ａｍｏｎｉ— ｔｏｒｉｎｇ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｂｅａｍ ｔｏｐ ｈｅｘａｈｅｄｒｏｎ ｓｌｏｐｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｌｉｎｅａｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｄｅｔａｉｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｒｅｓｓ ｒａｉｌｗａｙ，ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ，ｌｉｎｅａｒ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
