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顶推法施工中钢箱梁的施工监测
2017-06-19  中国桥梁网 分享到:
关键词:顶推法 钢箱梁 施工监测 

   0 引言

   随着公路工程建设速度的加快,上跨桥的施工对跨下交通的影响不可避免,为了降低对交通的干扰,顶推钢箱梁中对线型、临时墩位移沉降、导梁下扰都要进行施工监测,来保证施工的质量和安全。本文以梅家山立交桥项目为例,对顶推法施工中钢箱梁的施工监测进行了分析。

   1 工程概述

   梅家山立交主线桥第四联主线桥连接雄楚大街与鹦鹉洲大桥延长线,跨越白沙洲高架桥,主线桥钢箱梁设计起点位于津水路,里程桩号K13+760,终点位于原武泰闸水产大市场拆迁旧址,里程桩号K13+896,主线桥全长约136m。

   梅家山立交主线桥第四联为(36.95m+62m+36.95m)三跨钢箱梁,其标准段桥面宽度为26.04m。主线桥桥顶面和底面均设1.5%的双向横坡,通过梁体顶板形成,梁体顶、底板平行设置。

   本桥三跨钢箱梁位于ZW211~ZW214#墩之间,并跨越白沙洲高架桥,总重量1800t,为本工程施工重点。ZW211~ZW214#墩线路平面为直线,纵断面沿道路前进方向的纵坡依次为1.68%(距离约5763mm)和R=2500m竖曲线。图1为钢箱梁分段图。

   2 施工测量控制方法

   在梅家山项目中,钢箱梁顶推施工过程中施工监测的主要内容有以下几个方面:①临时墩、顶推拼装平台放样及安装过程中的施工控制测量;②钢箱梁制作过程中在胎架上的线形控制测量;③钢箱梁在顶推平台上的拼装定位线形测量(含导梁、钢箱梁母梁、待拼梁段等);④钢箱梁在顶推过程中必须的其他控制内容(含主墩、临时墩、导梁、钢箱梁等);⑤钢梁梁顶推完成后的线形测量。

   2.1 临时墩、顶推拼装平台放样及安装过程中的施工控制测量

   在钢箱梁进行顶推作业前,首先应完成临时墩及顶推拼装平台的放样安装测量工作(含平面和高程测量)。

   2.1.1 临时墩的放样、安装测量及拖拉过程中的监测

   在对临时墩的结构物�M行测量放样时,应控制好各个钢管桩的中心偏位及桩顶高程,要求误差在10mm之内,再进行连结系、桩顶纵横向分配梁、滑道分配梁的安装,由于临时墩在后期顶推过程中会产生沉降,因此其滑道梁顶高程放样时应考虑预抬值。

   拖拉施工须沿顺桥向设置七处临时墩。所有滑道梁顶面横桥方向均设1.5%的坡,纵桥方向滑道梁顶面与水平面的夹角从ZW215至ZW212依次为:1.89°、1.63°、1.3°、0.91°、0.38°、-0.8、1°。全桥自重约1800t,用两套ZLD200-300型自动连续拖拉系统进行拖拉施工。单连续千斤顶拖拉力180t,正常拖拉速度约7m/h。两套连续顶布置在ZW213#墩的临时墩上,连续顶支座分别焊接在滑道梁内侧面。梁体顶推过程中,测量控制因素主要是:梁体中心线及各墩顶偏位。随着梁体的推进,侧向限位控制其中心线偏位在10mm以内,严格控制各千斤顶同步顶推,各墩顶的偏位均在设计要求范围之内。箱梁顶进时,测量人员跟踪监测各墩的偏位及梁体中心线位置,当中心线偏移时,及时利用侧向限位调整,然后将其锁定。在顶推过程中对墩顶瞬间偏位的观测尤为重要,一旦墩顶瞬间偏位超过设计值需立即停止施力,重新调整各墩顶施力分布,以保证各墩的偏位满足设计要求。拖拉过程中,各临时墩允许偏位最大值见表1。

   2.1.2 顶推拼装平台的放样、安装测量

   钢梁顶推(拼装)平台主要功能有两个:一是作为钢箱梁节段拼焊场地,二是作为顶推的起点。依据设计图纸,依次对顶推平台的上下部管桩中心进行放样,要求管桩中心偏位不超过10mm,桩顶高程不超过10mm。以上测量内容施工完成后,应分别安装纵横向桩间联结系、脚手平台、桩顶分配梁、滑道分配梁等。

   滑道安装时要求所有横向相邻滑道的高程一致,竖曲线顶推要求滑道在一个理想的圆弧曲线内。而且所有滑道在安装前必须调整到位,保证顶推过程中箱梁、滑板、滑道板之间均为面接触。所以顶推对滑道标高及水平度的控制要求相当高,不允许出现差错和过大测量误差。根据顶推拼装平台构造,由于滑道直接支承钢箱梁,其线形可较准确地反映钢箱梁支承情况,故选择滑道梁线形进行顶推平台线形监测。每肢滑道梁的线形测点拟布设7处,各测点纵向位置示意图如图2,分别对应各临时墩中心线,横向位置对应相应滑道梁的中心线。  钢梁在顶推平台上的线形调整,竖向调整采用4台150t千斤顶。调整完毕后转换由钢支墩受力。横向调整采用5t手拉葫芦或32t机械千斤顶配合调整横向坐标。

   2.2 钢箱梁制作过程中在胎架上的线形控制测量

   由于钢箱梁在拼装焊接过程中会产生变形,为保证其横桥向及顺桥向安装完成后的线形准确,因此在胎架放样时应考虑由此数据产生的影响。

   另外在对胎架、钢箱底板及顶板(长度、宽度、标高)进行验收时,应尽量选择在温度恒定的条件下时进行,所测量数据均应换算成标准状态(钢箱梁设计时标准状态为20摄氏度)后再与设计数据比较。

   2.3 钢箱梁在顶推平台上的拼装定位线形测量(含导梁、钢箱梁母梁、待拼梁段等)

   2.3.1 导梁的安装及顶推测量

   导梁全长约35m,为变截面设计,分为三段。各段梁高、底板及腹板厚度均一定差异,节段之间腹板与顶板采用栓接,底板采用焊接;导梁与钢箱梁之间,腹板采用栓接,底板、翼板与顶板采用焊接。根据拖拉施工工况,控制导梁刚度为钢箱梁的1/7,导梁与钢箱梁接头处最大应力值190MPa。

   导梁最前端在拖拉过程中会产生不同程度挠度,为了使导梁顺利上墩,导梁前端设置变高截面。导梁上墩前,前端变高部分首先上墩,滑道梁上的千斤顶作用在导梁前端变高部分,克服导梁挠度,并跟随拖拉前移,直至导梁底部上墩。顶推过程中应控制其轴线偏位,下扰值。

   2.3.2 钢梁的安装及顶推测量

   测量流程如下:钢箱梁安装线形测量→钢箱梁焊接后线形测量→顶推前的临时墩沉降测量→顶推过程中的控制测量(含导梁及钢箱梁轴线偏位、主墩偏位、临时墩瞬时偏位及顶推后总位移量、导梁上墩前的最大挠度测量等)→顶推完成后钢箱梁的母梁线形测量(作为下一节段钢箱梁安装定位依据)→钢箱梁安装测量……依此类推。

   导梁顶推完成后,将制作好的钢箱梁运至桥位处,并吊装至平台上,其前端与钢导梁后端进行焊接,焊接完成后对钢箱梁的轴线进行调整,直至满足规范要求。另在夜间温度相对稳定的时段对导梁相应位置的标高进行测量,依据此标高推算出钢箱梁相应点位的标高并调整到位。然后对钢箱梁进行顶推施工,每一次顶推作业前,应测量出临时墩的沉降及纵横向位移量,主墩的偏位,导梁前端的下挠值等,符合设计要求后方能进行顶推作业。顶推过程中应控制好钢箱梁的轴线偏位,本次顶推应在平台上预留出四个节段钢箱梁的位置,以便下次四个节段钢箱梁的安装。

   2.4 钢梁顶推过程中的控制内容

   应测量出以下几项数据:①顶推作业启动时临时墩的瞬间最大位移值;②顶推过程中临时墩墩顶的位移变化量;③导梁上临时墩前的最大挠度测量;④钢箱梁前后端的轴线偏位不超过10mm。

   2.5 钢梁梁顶推完成后的线形测量

   钢梁顶推完成后需要注意以下事项:

   ①为防止由于顶推平台的沉降而引起钢箱梁母梁的线形产生变化,应先将待安装的四个梁段吊装至平台顶后再进行母梁的线形测量。

   ②在夜�g大气温度恒定状态下测量出母梁的线形,以此计算出下下个节段钢箱梁的安装线形。

   ③为了减小焊接前后对钢梁线形的影响,钢箱梁顶监控点分别位于钢梁焊接面纵向内移1m处,如图3所示。另在钢梁顶推前应在最后一节钢梁上中间断面加测一对点,并观测其绝对高程值,以此作为焊接后钢梁的整体线形复核数据,同时也是钢梁顶推后母梁测量的必要观测数据。图3中1-6,1’-4’,1’’-6’’均为高程线形观测点,且均位于钢箱梁顶部。

   ④待拼梁段梁顶拼装定位标高误差须控制在5mm以内,横断面两控制点定位标高相对误差在5mm以内,相邻梁段接头之间的梁顶标高误差须控制在2mm以内;标高验收测量须在日出前或者日落后进行,回避日照温差的影响。

   ⑤每一梁段的预伸长量通过焊缝宽度予以控制。

   ⑥焊接应尽量上下左右对称进行,避免焊接收缩上下左右不同步引起梁段的线形或者受力变化。

   ⑦焊接完成后(下一轮顶推前)应对钢箱梁顶线形进行复核。

   ⑧每次顶推完成后应统计出临时墩及主墩的本次位移量、总位移量、本次沉降量及总沉降量等。

   3 小结

   通过以上对钢箱梁顶推法施工过程中施工监测的论述,使我们在今后的工作中遇到同类作业时可以做到心中有数,提前计划,迅速进入工作状态,提高工作效率;而且对顶推施工中的要点一目了然,加强过程控制,避免出现质量和安全事故。

   参考文献:

   [1]GB50026-2007,工程测量规范[S].

   [2]JTG/T F50-2011,公路桥涵施工技术规范[S].

   [3]JTG F80/1-2004,公路工程质量检验评定标准(一)[S].

   [4]武汉市二环线武昌接线工程1标桥梁施工图册[S].
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