连续梁桥顶推施工控制监测与控制

2010-08-15谢建国

科技传播 2010年12期

谢建国

新疆生产建设兵团道路桥梁工程总公司，新疆石河子 832017

0 引言

顶推施工是在被顶推梁体的后部设置预制平台，在平台上分节段预制梁体，经水平千斤顶施顶，使梁体在各墩顶滑道上逐段向前滑动，直至主梁形成。采用顶推法施工梁式桥优点较多，但施工过程受到的不利影响因素也较多，因此必须加强施工控制。从顶推连续梁的自身特点来看，为了保证顶推施工顺利进行，在任何状态下结构受力应在设计允许范围以内，落梁后的梁体受力状态(截面弯矩、支座反力)要与设计相符是施工控制的主要目的[1]。

顶推施工是针对已成结构(梁)进行的，其施工控制的主要内容包括顶推过程模拟结构分析(施工过程中结构状态预测)、顶推施工状态监测与调整。

1 顶推过程模拟结构分析

虽然顶推连续梁的结构设计已考虑了顶推过程的影响，但设计中的分析是在特定的理想状态下进行的，一旦某个参数有所改变，结构的实际受力状态也将发生改变，所以在施工控制中首先要对其施工过程作模拟分析。这样，一方面要对主要设计参数进行校核，另一方面应根据已掌握的各种实际参数对设计确定的施工方案作模拟分析，确定是否需要对施工方案进行调整；预测出施工过程中梁体、支墩的内力与变形状态，指导施工与施工控制[2]。

2 顶推施工监测

在连续梁顶推施工中，监测极为重要。一般需要监测的内容包括：

1）预制平台变形与平整度监测

预制平台平整度及刚度是否满足要求是能否保证梁体预制精度的关键，一旦预制平台发生下沉或变形，就可能使梁底平整度和梁体高度出现偏差，从而使顶推出现困难，并可能使梁体在顶推过程中的出现较大的附加内力。因此，必须监测预制平台变形与平整度，通常的做法是在预制平台上设置长期观测点，随时进行观测，一旦出现超过允许的变形，就必须立即停止梁的顶推进行处理。同时，在节段浇筑前应对平台顶面平整度进行检查，保证平整度符合要求。

2）临时支墩变形监测

临时支墩是为减少顶推(悬臂)长度，从而减小梁截面的弯矩而设置的。由于其所具有的临时性，所以临时支墩的刚度(抗弯、抗压)一般比永久性桥墩小得多。虽然在顶推前，一般对其作处理(包括压重、施加预应力等)，以削除非弹性变形，但其弹性变形以及其他不可预见的变形是无法消除的。如果某一个临时支墩发生超过允许的压缩变形，就相当于连续梁在该处存在一个强迫位移，从而在梁内产生较大的附加内力，对梁的安全不利。所以在顶推中必须对其作实时观测，除了对压缩变形进行观测外，对支墩顶的水平位移也要进行观测，因为支墩顶水平位移过大将会对支墩本身的受力产生影响，进而对主梁的受力产生影响。

3）顶推同步性与施力监测

顶推方式主要包括单点和多点两种。对多点(间断、连续)顶推，除同样要求梁的两侧顶推同步外，还特别要求各墩上顶推同步，否则将使梁体发生横向偏位，前进困难，桥墩盖梁受扭以及某些顶推力大的墩受力过大等，施工中必须予以专门监测与控制；对单点顶推，要求梁的两侧顶推同步。为保证顶推同步，首先要求顶推千斤顶施力分辨率要高，以保证各顶推点上施力大小基本一致；其次就是对全桥的施顶水平千斤顶进行集中管理与控制，并且通过对各墩油泵分级调压，使其同步运行。条件具备时，在顶推千斤顶上另外安装压力传感器进行施力监测，以便通过液压和电测双控，确保顶推同步。其目标是保证主梁不偏位，并限制各墩上顶推力与摩阻力的差值在桥墩(包括临时支墩)能够承受的水平推力范围内。

4）主梁应力监测

顶推连续梁的主梁截面应力是随着顶推的进行不断变化的，不但应力大小改变，其应力属性（抗、压）也会发生改化。为保证施工中结构的受力始终不超过设计允许值，就必须对其进行跟踪监测，一般采用预埋的应变片进行测试，一旦出现异常情况，则应暂停施工，查找原因并采取合理措施保证顶推施工的顺利进行。

5）温度监测

当顶推用临时支墩采用钢结构时，其对温度的敏感性要比混凝土永久性桥墩大的多。当温度变化时，临时支墩将比永久性桥墩产生更大的变形，此变形可能对主梁受力产生影响，所以要对施工现场温度进行实时监测，判断其是否对施工产生不利影响。若存在较大的影响，则应对预推时间作必要调整。

6）主梁轴线位置监测

在顶推过程中，包括梁的两侧顶推不同步在内的多种因素可能使梁偏位，施工中应实时观测，及时发现和纠偏，确保梁的轴线位置正确，控制每段梁尾端横向位置以及与待预制节段的模板正位接头。

7）导梁端部标高监测

在顶推过程中，导梁端部标高是不断变化的。一般说来，导梁端部挠度由于滑块压缩量不一、梁体混凝土收缩徐变、温度变化、导梁与梁体连接螺栓松动等原因，总大于预测值。为保证导梁顺利通过支墩，在导梁端部接近支墩时，应对其标高进行监测，确定是否需对导梁端起顶[3]。

3 顶推落梁控制

落梁是在全梁顶推到位并按设计要求完成有关预应力施工后进行，它是将主梁安置到设计支座上的一个重要步骤。由于此时的梁体已是连续体系，因落梁需在墩顶施加的竖向顶力的任何不均匀值都将在梁内产生附加内力，所以必须要求墩顶竖向起顶同步均衡，或将起顶高度严格控制在允许范围内。施工时除通过千斤顶读数控制外，还应同时对梁体标高以及应力进行监测。

落梁后的梁体受力状态（截面弯矩、支座反力）是否与设计相符也是施工控制的重要内容。梁体在支点处的下落量确定以及永久性支座顶标高是否需要调整均应以落梁后梁体内力是否满足设计要求为依据。

针对主梁支座反力与梁底标高对成桥受力状态的影响程度不同，落梁时应以控制支座反力为主，适当考虑梁底标高。

4 顶推过程中的导向与纠偏

在顶推施工过程中，必须保证梁轴线与设计位置一致，因而施工中横向导向是不可少的。通常在桥墩台上的主梁的两侧各安置一个水平千斤顶，千斤顶的高度与主梁的底板位置平齐，由墩台上的支架固定千斤顶位置。在千斤顶的顶杆与主梁侧面外缘之间放置滑块，顶推时千斤顶的顶杆与滑块的四氟乙烯板形成滑动面，顶推时由专人负责不断更换滑块。横向导向千斤顶在顶推施工中一般只控制两个位置，一个是在顶制梁段刚刚离开预制场的部位，另一个设置在顶推施工最前端的桥墩上，因此梁前端的导向位置将随着顶推架的前进不断更换位置。施工中如发现梁的横向位置有误而需要纠偏时，必须在梁顶推前进的过程中进行调整。对于曲线桥，由于超高而形成单面横坡，横向导向装置应比直线处强劲，且数量要增加，同时应注意在顶推时，内外弧两侧前进的距离不同，要加强控制和观测[4]。