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摘要:文章着眼于京沪高速铁路跨西青道悬浇梁线形控制,对高速铁路悬浇梁梁体混凝土浇注控制要点进行阐述,通过对人员组织、控制点布设及高程控制、施工中的控制措施以及监控手段进行描述,为高速铁路大断面大体积梁体混凝土施工质量控制提供了参考。
关键词:高速铁路;悬浇梁;线形控制;高程控制
中图分类号:U445
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2011)22-0046-02
一、概述
在高速铁路飞速发展的今天,铁路桥梁的结构形式在不断的发生变化,预应力混凝土连续梁桥应用越来越普遍,如何通过施工过程中的线形控制测量,建成得到预先设计的内力状态和几何线形,是悬浇梁施工中非常关键和困难的一个过程,施工监测的目的就是要通过对施工过程中桥梁结构实施监测,依据监测结果评估各个节段的变形是否正常。当出现较大误差时,应及时进行误差调整,以达到预先设计的线型,达到理想的设计效果。它是确保施工期间结构安全、施工质量、施工进度的重要手段。因此,监测控制测量是一项十分重要的工作。
本现浇悬灌连续梁其正线里程为DK120+942.99-DKl21+120.69,墩号分别是:边跨墩C96#、中跨主墩C97#-C98#、边跨墩C99#,横穿天津市中北镇西青道公路主干线,设计采用(48m+80m+48m)三跨跨越西青道公路。为了高标准、高质量建世界一流高速铁路,局指和项目部领导十分重视对其线型控制的测量工作,多次组织线型控制专题会议,同时成立专门的线型控制测量小组,抽调业务能力强的专业测量人员,同时与石家庄铁道大学桥梁系强强联手合作,投入精密先进仪器设备,为该悬浇连续梁的顺利施工打下坚实的基础,提供了强有力的保障。
二、线型控制的总体目标
按照高标准、高质量建世界一流高速铁路的目标,严格按照《新建铁路工程测量规范》(TBIOl0199及)《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》(铁建[2006]189号规定实施)。
本桥悬浇质量控制严格按规范要求执行:桥轴线偏差允许15mm,悬臂梁段高程允许+15mm、-5mm,合拢前两悬臂端相对高差合拢段长为1/100且不大于15mm,梁端顶面高程差值±lOmm。
三、人员及仪器配置
(一)人员组织
以项目部总工程师为组长,技术科长为副组长的线型控制领导小组,组员为高级测量技师2名,中级测量技师1名,测量工人2名,人员配置精悍干练。
(二)测量仪器配置
测量仪器采用TCl610全站仪,标称精度2",自动安平水准仪ZDZ2,精度为lmm,且对仪器送到具有专业资质单位检定合格后投入使用,以保证测量精度。
四、控制点布设及高程控制
1.导线采用设计院CPⅡ精密控制网,高程采用国家二等水准施控。具体布置方法:当C97#墩、C98#墩0#块施工完成后,用全站仪把导线点引到C97#墩、C98#墩0#块顶面,采用国家四等导线测量,观测各个导线角度值,建立导线网并在导线网内进行严密平差,以平差后导线成果作为后续施工的轴线的放样测量,并对此导线网进行定期复测,以掌握该导线精度及其点位位移情况。
2.导线点、控制点及高程点可能埋设在同一点位上,高程控制采用设计院提供控制点位高程,最终以国家二等水准测量为依据施测,分别引到C97#墩、C98#墩0#块梁顶面,与导线点为同一位置上,并形成观测网图,每月定期复测,防止墩台下沉导致对桥梁线形控制的影响。埋设基点采用直径为16mm的螺纹钢筋制作,深埋于混凝土中,钢筋头漏出混凝土面lOmm,顶面刻上十字丝,十字丝中心作为导线点中心及高程点,埋设位置C97#、C98#墩中心0#块纵横中心并加以保护,严禁碰撞挤压和覆盖。

3.施工控制测量每个阶段必须要埋设永久性的观测点,通过这些观测点,了解各段的挠度变化量,掌握工程状况,便于指导下节段施工,其埋设于各节段端头0.1m处,用16mm螺纹钢筋埋设混凝土中,螺纹钢筋顶部漏出混凝土面20mm,顶面磨平后刷漆并加以保护,该A、B、c三点作为张拉前后及挂篮移动前后的观测点,在平时施工当中严禁挤压、碰撞且不得覆盖。

梁底沉降观测点埋设于箱梁底模工字钢上,埋设方法:在梁底工字钢上焊上φ16螺纹钢,其顶面磨平,高出工字钢20mm,该点作为混凝土前后沉降观测点。
五、0#号块箱梁施工控制测量
(一)C97#墩0#号块托架施工监控
0#号块托架施工高程测量采用国家二等水准测量观测,当0#块托架全部施工完成后,按设计要求必须进行荷载预压,在预压前对整个托架进行观测,观测时间及步骤为:预压前一预压后一卸载完。换手测量并闭合于高程控制点上,确定无误后,取各点观测高程平均值,作为塑性变形的数据,其计算方法是:
非弹性变形=加载前高程卸载后高程
弹性变形=卸载后高程卸载前高程。
取弹性变形量作为0#块梁底下沉量,其梁底高程=设计高程+弹性量,跨西青道悬浇梁托架预压荷载观测数据见下表:

塑性变形=卸载前卸载后=1O.589-10.600=0.011m
c97#墩0#块梁底标高=设计高程+塑性变形=10.709+0.01110.720m
后续边跨平衡段支架预压、挂篮预压观测方法与此计算相同。
(二)C97#墩0#块施工
C97#墩卸载后,进行底模板的铺设,测量人员要对整个0#块模板中线放样,确定高程,采用极坐标法放样支座中心、底板中心位置。按国家二等水准精度测量控制垫石、支座顶、梁底高程,中线及高程必须严格要求控制在规范允许偏差之内。
(三)0#块侧模监控
当0#块侧模组装完成后,施工测量人员检查侧模就位情况,严格控制侧模的垂直度,调整好侧模内顶高程。0#块施工完毕准备浇筑混凝土时,测量人员要对整个0#块轴线和高程进行复测,当准确无误后,进行梁顶高程放样,依据桥面纵横坡面进行高程控制,并用油漆画出梁顶面红线,该红线作为混凝土面控制点位。施放后,并与现场技术员,砼浇注人员交接说明。应严格按该控制点施工。
(四)梁面高程的预留
梁面高程的预留也是一项十分重要的环节,不容忽视。按照以前的经验及实践当中的经验,梁台的预留值不能与梁底预留一致,考虑施工当中的人员因素,为防止梁台砼超出红线,宜采用预留值(挠度)的1/2作为梁台控制高程线。能有效地控制梁台高程在规范±10mm之内,防止梁面的超高处理,节省大量的人力、物力,为后期梁台附属施工创造有利条件。
(五)悬臂各节段监控
现就C97#墩6#节为例说明:首先,各监控时问应选择在早7时之前进行(夏、秋两季),这个时间段施测能消除昼夜温差对梁体引起的高程变化影响,求得最佳数值。依据对5#节段各数值进行分析,推算6#节挠度值:在1#号节对挂篮的预压,得出塑性变形值为15mm,5#节打砼时4#节观测点下沉4mm,5#节张拉上升4mm,挂篮移动下沉3mm,考虑梁底模板与底模横梁接触有4mm空隙,预估6#节浇注砼有3mm的下沉量。根据5#节各数值,推算6#节预拱度值=挂篮塑性变形量(15mm)
张拉上升(4mm)+挂篮移动后梁体下沉量(3mm)+梁底模板空隙(4mm)+5#节混凝土下沉量(4ram)+预估浇注6#节混凝土下沉量(3mm)26ram。
整个节段的监控工况步骤为:立模放样(中线、高程)一砼浇注前复测梁底观测点实测数据一砼浇注后梁底观测数据一实测梁底高程,比较两组数据,沉降量与预留挠度是否相符,如不相符分析原因对下一节进行调整一张拉前观测一张拉后观测一挂篮移动前观测一移动后观测一推算下一节立模高程。
经过线控组的共同努力,认真执行施工方案与施工计划,严把质量关,通过对施工各环节的有效控制,同时与设计人员通力合作与沟通,京沪高速铁路天津特大桥跨西青道连续悬臂现浇梁各节段梁底高程都在有效控制之内,其误差都控制在±4mm之内,中合段合拢前实测两端梁底高差为6mm,边合段为5mm,小于规范要求的15mm标准,梁部各阶段顶高程为±8mm,小于规范要求的±10mm准值,线形控制达到最佳效果。
通过对京沪高速铁路天津特大桥跨西青道悬浇梁线形控制的研究分析,圆满完成了本段连续梁的施工任务,生产出的梁体线形优美,质量优良,受到设计单位及业主的一致好评,创造了良好的社会效益及经济效益,为今后该类型桥梁的施工积累了丰富的经验。
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关键词:高速铁路;悬浇梁;线形控制;高程控制
中图分类号:U445
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2011)22-0046-02
一、概述
在高速铁路飞速发展的今天,铁路桥梁的结构形式在不断的发生变化,预应力混凝土连续梁桥应用越来越普遍,如何通过施工过程中的线形控制测量,建成得到预先设计的内力状态和几何线形,是悬浇梁施工中非常关键和困难的一个过程,施工监测的目的就是要通过对施工过程中桥梁结构实施监测,依据监测结果评估各个节段的变形是否正常。当出现较大误差时,应及时进行误差调整,以达到预先设计的线型,达到理想的设计效果。它是确保施工期间结构安全、施工质量、施工进度的重要手段。因此,监测控制测量是一项十分重要的工作。
本现浇悬灌连续梁其正线里程为DK120+942.99-DKl21+120.69,墩号分别是:边跨墩C96#、中跨主墩C97#-C98#、边跨墩C99#,横穿天津市中北镇西青道公路主干线,设计采用(48m+80m+48m)三跨跨越西青道公路。为了高标准、高质量建世界一流高速铁路,局指和项目部领导十分重视对其线型控制的测量工作,多次组织线型控制专题会议,同时成立专门的线型控制测量小组,抽调业务能力强的专业测量人员,同时与石家庄铁道大学桥梁系强强联手合作,投入精密先进仪器设备,为该悬浇连续梁的顺利施工打下坚实的基础,提供了强有力的保障。
二、线型控制的总体目标
按照高标准、高质量建世界一流高速铁路的目标,严格按照《新建铁路工程测量规范》(TBIOl0199及)《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》(铁建[2006]189号规定实施)。
本桥悬浇质量控制严格按规范要求执行:桥轴线偏差允许15mm,悬臂梁段高程允许+15mm、-5mm,合拢前两悬臂端相对高差合拢段长为1/100且不大于15mm,梁端顶面高程差值±lOmm。
三、人员及仪器配置
(一)人员组织
以项目部总工程师为组长,技术科长为副组长的线型控制领导小组,组员为高级测量技师2名,中级测量技师1名,测量工人2名,人员配置精悍干练。
(二)测量仪器配置
测量仪器采用TCl610全站仪,标称精度2",自动安平水准仪ZDZ2,精度为lmm,且对仪器送到具有专业资质单位检定合格后投入使用,以保证测量精度。
四、控制点布设及高程控制
1.导线采用设计院CPⅡ精密控制网,高程采用国家二等水准施控。具体布置方法:当C97#墩、C98#墩0#块施工完成后,用全站仪把导线点引到C97#墩、C98#墩0#块顶面,采用国家四等导线测量,观测各个导线角度值,建立导线网并在导线网内进行严密平差,以平差后导线成果作为后续施工的轴线的放样测量,并对此导线网进行定期复测,以掌握该导线精度及其点位位移情况。
2.导线点、控制点及高程点可能埋设在同一点位上,高程控制采用设计院提供控制点位高程,最终以国家二等水准测量为依据施测,分别引到C97#墩、C98#墩0#块梁顶面,与导线点为同一位置上,并形成观测网图,每月定期复测,防止墩台下沉导致对桥梁线形控制的影响。埋设基点采用直径为16mm的螺纹钢筋制作,深埋于混凝土中,钢筋头漏出混凝土面lOmm,顶面刻上十字丝,十字丝中心作为导线点中心及高程点,埋设位置C97#、C98#墩中心0#块纵横中心并加以保护,严禁碰撞挤压和覆盖。

3.施工控制测量每个阶段必须要埋设永久性的观测点,通过这些观测点,了解各段的挠度变化量,掌握工程状况,便于指导下节段施工,其埋设于各节段端头0.1m处,用16mm螺纹钢筋埋设混凝土中,螺纹钢筋顶部漏出混凝土面20mm,顶面磨平后刷漆并加以保护,该A、B、c三点作为张拉前后及挂篮移动前后的观测点,在平时施工当中严禁挤压、碰撞且不得覆盖。

梁底沉降观测点埋设于箱梁底模工字钢上,埋设方法:在梁底工字钢上焊上φ16螺纹钢,其顶面磨平,高出工字钢20mm,该点作为混凝土前后沉降观测点。
五、0#号块箱梁施工控制测量
(一)C97#墩0#号块托架施工监控
0#号块托架施工高程测量采用国家二等水准测量观测,当0#块托架全部施工完成后,按设计要求必须进行荷载预压,在预压前对整个托架进行观测,观测时间及步骤为:预压前一预压后一卸载完。换手测量并闭合于高程控制点上,确定无误后,取各点观测高程平均值,作为塑性变形的数据,其计算方法是:
非弹性变形=加载前高程卸载后高程
弹性变形=卸载后高程卸载前高程。
取弹性变形量作为0#块梁底下沉量,其梁底高程=设计高程+弹性量,跨西青道悬浇梁托架预压荷载观测数据见下表:

塑性变形=卸载前卸载后=1O.589-10.600=0.011m
c97#墩0#块梁底标高=设计高程+塑性变形=10.709+0.01110.720m
后续边跨平衡段支架预压、挂篮预压观测方法与此计算相同。
(二)C97#墩0#块施工
C97#墩卸载后,进行底模板的铺设,测量人员要对整个0#块模板中线放样,确定高程,采用极坐标法放样支座中心、底板中心位置。按国家二等水准精度测量控制垫石、支座顶、梁底高程,中线及高程必须严格要求控制在规范允许偏差之内。
(三)0#块侧模监控
当0#块侧模组装完成后,施工测量人员检查侧模就位情况,严格控制侧模的垂直度,调整好侧模内顶高程。0#块施工完毕准备浇筑混凝土时,测量人员要对整个0#块轴线和高程进行复测,当准确无误后,进行梁顶高程放样,依据桥面纵横坡面进行高程控制,并用油漆画出梁顶面红线,该红线作为混凝土面控制点位。施放后,并与现场技术员,砼浇注人员交接说明。应严格按该控制点施工。
(四)梁面高程的预留
梁面高程的预留也是一项十分重要的环节,不容忽视。按照以前的经验及实践当中的经验,梁台的预留值不能与梁底预留一致,考虑施工当中的人员因素,为防止梁台砼超出红线,宜采用预留值(挠度)的1/2作为梁台控制高程线。能有效地控制梁台高程在规范±10mm之内,防止梁面的超高处理,节省大量的人力、物力,为后期梁台附属施工创造有利条件。
(五)悬臂各节段监控
现就C97#墩6#节为例说明:首先,各监控时问应选择在早7时之前进行(夏、秋两季),这个时间段施测能消除昼夜温差对梁体引起的高程变化影响,求得最佳数值。依据对5#节段各数值进行分析,推算6#节挠度值:在1#号节对挂篮的预压,得出塑性变形值为15mm,5#节打砼时4#节观测点下沉4mm,5#节张拉上升4mm,挂篮移动下沉3mm,考虑梁底模板与底模横梁接触有4mm空隙,预估6#节浇注砼有3mm的下沉量。根据5#节各数值,推算6#节预拱度值=挂篮塑性变形量(15mm)
张拉上升(4mm)+挂篮移动后梁体下沉量(3mm)+梁底模板空隙(4mm)+5#节混凝土下沉量(4ram)+预估浇注6#节混凝土下沉量(3mm)26ram。
整个节段的监控工况步骤为:立模放样(中线、高程)一砼浇注前复测梁底观测点实测数据一砼浇注后梁底观测数据一实测梁底高程,比较两组数据,沉降量与预留挠度是否相符,如不相符分析原因对下一节进行调整一张拉前观测一张拉后观测一挂篮移动前观测一移动后观测一推算下一节立模高程。
经过线控组的共同努力,认真执行施工方案与施工计划,严把质量关,通过对施工各环节的有效控制,同时与设计人员通力合作与沟通,京沪高速铁路天津特大桥跨西青道连续悬臂现浇梁各节段梁底高程都在有效控制之内,其误差都控制在±4mm之内,中合段合拢前实测两端梁底高差为6mm,边合段为5mm,小于规范要求的15mm标准,梁部各阶段顶高程为±8mm,小于规范要求的±10mm准值,线形控制达到最佳效果。
通过对京沪高速铁路天津特大桥跨西青道悬浇梁线形控制的研究分析,圆满完成了本段连续梁的施工任务,生产出的梁体线形优美,质量优良,受到设计单位及业主的一致好评,创造了良好的社会效益及经济效益,为今后该类型桥梁的施工积累了丰富的经验。
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