简谈线形高速铁路现浇简支箱梁线形制约技术

【摘要】本文以京沪高铁蚌埠张巷特大桥32m现浇箱梁为例浅谈施工过程中对箱梁线形控制的一些方法。箱梁线形控制按照施工的先后顺序，分别在预压阶段、箱梁施工阶段、徐变观测阶段采取一系列不同的方法进行，最终达到设计要求的线形。
【关键词】预压加载顺序 监控量测徐变计算
1预压阶段

1.1预压目的

32米箱梁预压的目的是通过模拟现浇支架及模板在梁体荷载下的支架受力情况，消除支撑体系非弹性变形，通过布点观测，计算出各部位的弹性变形和非弹性变形，得出模板预拱度的设置值。

1.2确定荷载

梁体自重为836.775t，考虑箱梁两端头1.5m范围2#、3#、4#区域内荷载为墩顶散模承重直接传递到墩身，预压荷载应扣除此部分重量（89.17t），得出梁体有效自重为747.603t,再考虑1.2倍系数后为897.124t,故预压最大荷载采用1.2倍梁体效自重＋内模重，内模总重为32t，合计预压最大荷载为929.124t。断面内力计算见图1断面计算图。

1.3 加载分级

预压采用四级加载。第一级加载按照50％梁体有效自重＋内模重，第二级加载按照75％梁体有效自重＋内模重，第加载按照100％梁体有效自重＋内模重，第四级加载按照120％梁体有效自重＋内模重。

1.4 预压分区及材料

采用等效预压，翼缘板1#、5#区域及顶底板3#区域位置采用砂袋，砂袋分为大小袋两种，大袋按每袋装1 t，小袋按每袋装0.05 t，现场过磅计量，腹板2#、4#区域采用钢材。全部预压材料共需砂子642.3 t，大砂袋384个，小砂袋5166个，钢筋28

6.824 t。见图2荷载试验分区图

1.5 预压控制量测

为保证预压荷载的合理分布，采用等荷载砂袋进行预压。自跨中开始向两侧每个横梁处均设沉降观测点，每排设七个点，布设于底板及翼板，并进行编号。预压前，调好模板抄平所有点标高后加载，加载顺序同混凝土浇筑顺序，每级加载完成以后，每三小时观测一次，直到支撑变形稳定为止。全部加载完成，支撑变形稳定后，将预压材料卸除，将模板清理干净后测量各观测点标高。根据每次沉降记录绘制沉降曲线，并根据沉降值进行计算，确定合理的施工预拱度。根据梁的挠度和支撑的变形所计算出的预拱度之和，为预拱度的最高值。其它各点的预拱度应以中间点为最高值，以梁的两端点为零点，按二次抛物线进行分配设置。

1.6 预拱度计算

跨中预拱度值= 100%荷载跨中沉降值-非弹性变形值-理论计算跨中反拱值。理论计算跨中反拱值由设计图纸得17.5—18.7mm，取18mm；100%荷载跨中沉降值、非弹性变形值（卸载后值-加载前值）可根据各级加载测量数据得出。其它位置预拱度值可按二次抛物线由跨中向支座两端过渡。

1.7测量成果分析

最大预拱度值= 100%荷载跨中最大沉降-（非弹性变形+ 理论跨中最大反拱值）。理论跨中最大反拱值由设计图纸得

1.8cm，其余为实测值。

1、根据测量数据得跨中各排点的最大预拱度值分别为：

A4：7.2-（0.4+

1.8）=5cm

B4：8.2-（0.5+

1.8）=5.9cm

：7.9-（0.7+

1.8）=5.4cm

D4：9-（

1.2+8）=6cm

E4：10.4-（

1.2+8）=7.4cm

F4：9.4-（

1.1+8）=6.5cm

G4：7.3-（0.8+

1.8）=4.7cm

H4：7.4-（0.7+

1.8）=4.9cm

J4：7.1-（0.2+

1.8）=5.1cm

2、点位布置如图所示，按对称位置对上述各点取平均值，得：

翼缘板：
A：（A4+J4）/2=

5.1cm

B：（B4+H4）/2=

5.4cm

底板：
C：（+G4）/2=

5.1cm

D：（D4+F4）/2=

6.3cm

E：

7.4 cm

3、移动模架模板可调支撑位于A（J）、C（H）、D（F）点位处，故取A（J）、C（H）、D（F）中最大预拱度值，即5.1cm、5.1cm、

6.3 cm分别按二次抛物线从跨中 向支座两端过渡，来控制模板的整体标高。

2梁体施工阶段
梁体施工阶段可分为：模板调整过程、混凝土浇筑前、混凝土浇筑过程、混凝土浇筑后预应力张拉前、预应力终张拉后五个过程进行控制与检测。下面以蚌埠张巷特大桥现浇简支箱梁第52孔梁为例来说明在这一阶段中各个施工过程中的具体控制与检测。

2.1 模板调整过程

模板调整主要是对底模、翼缘板模各个点位调整到设计标高，此时的设计标高为梁体各个点位的纵向设计标高与各个点位的预拱度值叠加后的设计标高

2.2 混凝土浇筑前

梁体钢筋绑扎、内模安装等工序完成准备浇筑混凝土前应对梁体线型进行一次复核测量，此过程主要针对顶板钢筋面及翼缘板边挡模的标高进行复核，此时作为控制的设计标高同样也是叠加预拱度值后的标高。
2.2.1测点布置。测点按4列9排布置，共计36个点位。分别为A1—A9、B1—B9、C1—C9、D1—D9 。A列和D列分别位于左右侧翼缘板挡模处，B列和D列分别位于左右线路中心线加高平台处。

2.2标高控制

此过程的控制标高为各个点位处砼面设计标高为扣除顶板3cm砼保护层后的加预拱度叠加后设计标高。
3砼浇筑后张拉前
此过程目的是为了检测梁体预拱度的设置情况以及梁体顶板收光抹面情况是否到

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位，如若偏差较大，则需及时报请设计院分析、检查，按设计院的处理方案对梁体线形进行整改。

1、点位布置。点位布置同图4。

2、标高检测。模板预拱度的设置值已经考虑了由于梁体预应力张拉所引起的梁体上拱度（对应于梁体反拱值的设置），故此时的设计标高应为梁体纵向设计标高与梁体反拱值（向下，为负值）叠加后，作为此时检测梁体的标高。梁体跨中理论最大反拱值为

1.8cm，其余点位同样利用二次抛物线公式计算值过渡。

4徐变观测阶段
梁体徐变观测按照《京沪高速铁路线下工程沉降变形观测及评估实施细则》实施。

4.1 观测标

支架现浇梁逐孔设置观测标；移动模架施工的梁，对前6孔进行重点观测，以验证模架预设拱度的精度，达到设计要求后，每10孔选择1孔设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值时，前后未观测的梁补充观测标，逐孔进行观测。

4.2 观测点布置

简支梁每孔设置观测标6个，分别位于两侧支点及跨中；

图3 梁部观测点平面布置示意图

4.3 梁体徐变梁计算

对于梁体的徐变变形观测，每孔两支点间的梁体徐变变形应以两支点的连线未基准进行观测计算，由于下部结构沉降变形的影响，该基准线的位置会发生变化，梁体观测点至该基准线的垂直距离利用几何方法计算取得，垂直距离差值就是梁体徐变变形量。
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