一、施工控制影響因素分析
懸臂澆筑施工過程中,對(duì)橋梁內(nèi)力和線形造成較大影響的因素主要有下列幾個(gè)方面,排除這些影響因素,測(cè)試結(jié)果才更具可靠性,正確指導(dǎo)施工。
截面特征參數(shù)
橋梁施工可能存在截面尺寸誤差,這種誤差將直接導(dǎo)致截面特征參數(shù)(截面面積、截面慣性矩等)的誤差,控制過程中通過結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)截面特征參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正并作誤差分析。
材料特性參數(shù)
材料特性參數(shù)主要指材料的彈性模量e,對(duì)于混凝土材料來說,彈模在施工過程中會(huì)有一定的波動(dòng),在橋梁施工計(jì)算中要按照實(shí)測(cè)值進(jìn)行分析。
溫度及混凝土收縮徐變
溫度變化對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形有較大影響,但橋梁結(jié)構(gòu)中的溫度場(chǎng)的影響比較復(fù)雜,一貫作法是通過定時(shí)觀測(cè)(如每天早晨日出前進(jìn)行觀測(cè))來盡量減小溫度影響?;炷潦湛s徐變與橋梁結(jié)構(gòu)的形成歷程有著密切的關(guān)系,在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中,混凝土收縮、徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形都有明顯的影響。
荷載參數(shù)
荷載參數(shù)主要是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重力(容重)、施工臨時(shí)荷載和預(yù)加力。對(duì)于懸臂施工預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,由于容重變化、漲模等原因引起的構(gòu)件自重變化經(jīng)常發(fā)生而又沒有一定的規(guī)律。由于施工組織不合理材料堆放引起的施工臨時(shí)荷載,也會(huì)有較大的誤差。對(duì)于結(jié)構(gòu)體系中的有效預(yù)加力,由于預(yù)應(yīng)力損失的變化也常常引起不小的誤差。
二、懸臂掛籃法施工監(jiān)控要點(diǎn)
1、主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的測(cè)定
根據(jù)大橋所在的自然環(huán)境、施工材料、施工工藝及方法情況,需測(cè)定的參數(shù)如下:
(1)混凝土彈性模量(必須試驗(yàn)確定);
(2)混凝土容重(必須試驗(yàn)確定);
(3)混凝土收縮徐變系數(shù);
(4)材料熱脹系數(shù);
(5)施工臨時(shí)荷載(主要是掛籃自重)。
2、施工監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)備工作
(1)掛籃和托架試驗(yàn)
按照不同梁段的重量與施工荷載(模板、鋼筋及施工人員重量等),分別計(jì)算掛籃的相應(yīng)變形。掛籃變形要通過內(nèi)力加載法進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)獲得,加載次數(shù)及加載量要盡量接近實(shí)際,每級(jí)荷載持續(xù)時(shí)間不少于三十分鐘。試驗(yàn)結(jié)果整理成掛籃的荷載—撓度曲線圖,實(shí)測(cè)彈性及非彈性變形值。
邊跨現(xiàn)澆段支架和主跨的0 號(hào)塊托架,在投入使用前要進(jìn)行靜載試驗(yàn),試驗(yàn)時(shí)分級(jí)加載,試驗(yàn)后逐級(jí)卸載,分別測(cè)定各級(jí)荷載下的變形值。
3、測(cè)量控制網(wǎng)的建立
測(cè)量控制網(wǎng)由平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)組成。主橋軸線及里程、高程均根據(jù)全橋三角網(wǎng)點(diǎn)和水準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn),采取兩次閉合測(cè)量復(fù)核確定。監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)建立在主跨的0 號(hào)塊上,在箱梁縱向布置不少于2 個(gè)。每個(gè)懸澆梁段設(shè)5 個(gè)測(cè)點(diǎn),在箱梁橫向?qū)ΨQ布置,測(cè)點(diǎn)布置在頂板前端面15cm 處。各施工梁段的測(cè)點(diǎn)既為箱梁平面位置的控制點(diǎn),又為標(biāo)高控制和變形觀測(cè)的控制點(diǎn)。
各測(cè)點(diǎn)標(biāo)志均用16mm 直徑螺紋鋼筋制作,鋼筋長(zhǎng)度按箱梁頂板的實(shí)際厚度放樣,鋼筋露出梁面混凝土2cm,露出端上部加工磨圓并涂上紅漆。各測(cè)點(diǎn)應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定的位置埋設(shè),測(cè)點(diǎn)鋼筋必須與箱梁頂板中上、下層鋼筋網(wǎng)焊接牢固,其底端要抵緊底板的底模板,在混凝土施工時(shí)嚴(yán)禁踩踏、碰撞。
4、懸澆施工控制測(cè)量
(1)平面控制
主墩施工完成后,測(cè)量放樣永久性支座和臨時(shí)支座的軸線,按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求施工支座墊石。利用墩身模板及預(yù)埋件搭設(shè)托架并鋪設(shè)0 號(hào)、1 號(hào)塊底模,待調(diào)整至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,在底模上放樣施工點(diǎn)位(箱梁地板邊線和中線),支設(shè)側(cè)模及翼板底模,并放樣翼板邊線。0 號(hào)、1 號(hào)塊施工完成后,分別在兩側(cè)梁頂上放樣掛籃定位、行走方向點(diǎn),然后安裝掛籃。2 號(hào)及以后梁段施工時(shí),在已拼裝好的掛籃下縱梁上鋪設(shè)下一梁段底模,并根據(jù)已澆筑混凝土斷面里程大致調(diào)整底板標(biāo)高,放樣施工點(diǎn)位:
a.底模放樣點(diǎn)位
橫橋向:每個(gè)梁段放樣箱梁中心線及兩側(cè)底板邊線共3 個(gè)點(diǎn)。
縱橋向:根據(jù)施工梁段不同,間距3m 或3.5m 放樣一個(gè)斷面。
b.翼板放樣點(diǎn)位
橫橋向:箱梁部分鋼筋綁扎完成后,待翼板模板安裝完成并調(diào)整標(biāo)高后,放樣翼板邊線。
縱橋向:與底板所放樣點(diǎn)位里程保持一致。
(2)高程控制
a.0 號(hào)和1 號(hào)塊標(biāo)高主要利用托架頂部的墊梁、分配梁、底梁來進(jìn)行調(diào)整。
b.2 號(hào)及以后梁段的標(biāo)高主要利用掛籃的吊桿來進(jìn)行調(diào)整:
c.每一梁段施工完成后,將掛籃前移一個(gè)施工節(jié)段。掛籃就位錨固后,通過后長(zhǎng)吊桿和后短吊桿將下縱梁的后側(cè),臨時(shí)錨固在上一節(jié)段的混凝土端部,使底模緊貼于上一節(jié)段混凝土。下縱梁的前側(cè)就要利用掛籃前長(zhǎng)吊桿進(jìn)行調(diào)整標(biāo)高,吊桿材料一般為φ32 精軋螺紋鋼,調(diào)整時(shí)用千斤頂將吊桿的頂部頂起,然后根據(jù)調(diào)節(jié)量將螺紋鋼頂部的螺母調(diào)松或調(diào)緊,直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為止。
d.翼板和內(nèi)模的標(biāo)高,就要利用掛籃的前短吊桿調(diào)整其內(nèi)導(dǎo)梁和外導(dǎo)梁,使標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。
e.梁段預(yù)應(yīng)力波紋管和鋼筋的定位,主要由箱梁底模向上量取。
f.混凝土澆筑前,在箱梁頂板鋼筋網(wǎng)上焊接豎向鋼筋頭,使鋼筋頭頂部標(biāo)高與考慮預(yù)拱后的橋面標(biāo)高相同,鋼筋頭布置成5×5m方格,并在橫橋向用φ12 鋼筋連接,澆筑混凝土?xí)r,用鋁合金長(zhǎng)桿沿連接鋼筋刮平整,確?;炷另斆娓叱谭显O(shè)計(jì)。
g.合龍段是箱梁施工線形控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。施工前先對(duì)已完成梁段進(jìn)行聯(lián)測(cè),以確定合攏段的立模標(biāo)高。合龍時(shí),在正常的施工的情況下,在合龍時(shí)兩側(cè)的標(biāo)高一般都在施工規(guī)范內(nèi),配重的作用只是消除施工引起的應(yīng)力,保持懸臂兩端平衡。
另外,需要注意的是,平面及高程監(jiān)控中,底板的高程也要監(jiān)控,且在底板設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。每節(jié)段箱梁施工時(shí),立模標(biāo)高都需要調(diào)整,以保證最后合龍時(shí)剛構(gòu)橋底部線形流暢。而且由于底部的線形對(duì)橋梁的外觀影響很大,所以不能有明顯錯(cuò)臺(tái)、折角。
(3)箱梁應(yīng)力監(jiān)測(cè)
主梁應(yīng)力監(jiān)控直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全,是結(jié)構(gòu)安全的預(yù)警系統(tǒng)。由于橋梁混凝土材料的非均勻性和不穩(wěn)定性,受設(shè)計(jì)參數(shù)的選?。ㄈ绮牧咸匦?、密度、截面特性等參數(shù))、施工狀況的確定(施工荷載、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力損失、溫度、濕度、時(shí)間等參數(shù))和結(jié)構(gòu)分析模型等諸多因素的影響,結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力與設(shè)計(jì)應(yīng)力很難完全吻合。因此,在實(shí)際測(cè)試中通過模擬計(jì)算,能得到施工全過程的應(yīng)力包絡(luò)圖,從而掌握箱梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)。通過應(yīng)力理論值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比和分析,成為參數(shù)估計(jì)、狀態(tài)預(yù)測(cè)和結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要依據(jù)。
(4)箱梁溫度監(jiān)測(cè)
該測(cè)試項(xiàng)目主要針對(duì)箱梁在較長(zhǎng)懸臂狀態(tài)和各孔合龍前、后階段,因氣溫變化、日照高溫差對(duì)懸臂箱梁的變形影響顯著,結(jié)合箱梁變形監(jiān)測(cè)進(jìn)行的溫度測(cè)量。溫度測(cè)量采用酒精溫度計(jì)進(jìn)行24 小時(shí)的定時(shí)觀測(cè),并與相應(yīng)變形觀測(cè)同步進(jìn)行。溫度觀測(cè)和相應(yīng)變形觀測(cè)的記錄要一一對(duì)應(yīng),并整理出時(shí)間—撓度變形的曲線,原始記錄一律歸檔保存。
(5)橋墩基礎(chǔ)沉降觀測(cè)
橋墩基礎(chǔ)沉降觀測(cè)是箱梁懸臂施工監(jiān)控的組成部分。觀測(cè)點(diǎn)設(shè)在各墩的承臺(tái)上,每個(gè)承臺(tái)設(shè)2 個(gè)測(cè)點(diǎn)。根據(jù)施工進(jìn)度情況,應(yīng)在以下工況進(jìn)行監(jiān)測(cè):0 號(hào)、1 號(hào)塊施工完畢,每孔最大懸臂長(zhǎng)度梁段施工前,每孔合攏前、后,主梁施工完成三個(gè)月后。
5、測(cè)量監(jiān)控的重要時(shí)段
(1)箱梁每一梁段懸臂施工過程中,在以下工況應(yīng)進(jìn)行撓度和高程的控制測(cè)量:掛籃就位立模板時(shí),澆筑混凝土后,縱向預(yù)應(yīng)力張拉后。同時(shí),應(yīng)進(jìn)行以下2 種工況的箱梁平面中線位置控制測(cè)量,即:掛籃就位及立模板后,澆筑混凝土后。對(duì)于以上工況,除對(duì)當(dāng)前施工梁段進(jìn)行測(cè)量外,同時(shí)還應(yīng)對(duì)已施工完成的梁段進(jìn)行聯(lián)測(cè),以得到梁段的累計(jì)實(shí)際變形。
(2)合龍段的高程觀測(cè)應(yīng)按以下6 種工況進(jìn)行實(shí)測(cè):臨時(shí)支座約束解除后、勁性骨架安裝前、澆筑混凝土前、后,張拉部分預(yù)應(yīng)力后,勁性骨架解除后、張拉完所有預(yù)應(yīng)力后。在澆筑合攏段前,還應(yīng)對(duì)已完成最大懸臂長(zhǎng)度的梁段進(jìn)行溫度變化及相應(yīng)撓度變化的24 小時(shí)監(jiān)測(cè)。
(3)測(cè)量觀測(cè)的時(shí)間,應(yīng)盡量安排在早晨太陽(yáng)出來前完成,以減少溫度的影響。