宿淮高速公路京杭运河特大桥大跨径悬浇连续箱梁线形测量控制

宿淮高速公路京杭运河特大桥大跨径悬浇连续箱梁线形测量控制

作者：李照明

来源：《科技信息·中旬刊》2018年第03期

摘要：京杭运河特大桥是位于从宿迁到淮安的高速公路上的特大型桥梁，是目前居亚洲最大跨径的预应力混凝土连续桥梁之一，主桥为93 m+165 m+93 m三跨变截面连续箱梁桥，位于半径 R=18000 m的竖曲线上。桥宽28m，由上、下行分离的两个单箱单室箱形截面组成。箱梁根部梁高8.8m，高跨比为1/18.75；跨中梁高3.0m，高跨比为1/55。箱梁顶板宽13.5m，底板宽6.5m，翼缘板悬臂长为3.5m。箱梁高度从距墩中心3.0m处到跨中合龙段处按二次抛物线变化。在国内同种类型的桥梁甚少，施工中几乎没有经验可借鉴，因此为了使大桥顺利合龙，线形控制在施工中就成了最重要的环节。

关键词：高速公路；京杭；运河；大跨径；线形测量 1、大跨径桥梁线形控制的目的

线形控制的目的是：施工完成后达到理想的成桥线形

累计挠度的计算和分析处理是在大跨径桥梁的悬臂施工中非常重要的一项工作，不仅会对桥梁合龙的精度造成影响，还会对成桥线形与设计线形的吻合程度产生一定的影响。通常来说弹性模量、混凝土容重、收缩徐变、预应力大小、日照和温度变化、挂篮变形、结构体系转换、施工荷载和桥墩变位等因素都会对箱梁悬臂施工产生不同程度的影响。 2、大跨径悬浇连续箱梁线形监控的主要内容和方法 （1）、线形控制

①、线形监控监测内容及目的

大跨径混凝土连续梁悬浇施工的测量内容包括：

a：以悬浇施工控制的需要为依据，保证平面和高程控制网的可靠性和精度； b：定位模板要根据设计尺寸及施工控制修正值放样；

c：对悬浇施工过程中各阶段的梁体线形进行标高、中轴线位置以及施工挂篮变形的控制测量。

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d：定期进行墩位沉降观测。 ②、线形监控监测方法

a、通过对终点进行纠偏控制的手段，在进行施工时，对主梁线形偏差发生的原因进行跟踪和控制，并随时对偏差进行纠偏，使主梁线形能够达到理想的状态，该方法中对于 Kalman滤波法和灰色理论的运用较多。b、根据现代控制理论使用自适应控制方法，对参数识别的误差分析，一般是利用“最小二乘法”来进行

本文桥中高程线形监控主要使通过自适应控制方法来进行，并辅助以灰色理论和线性回归方法。具体方案为处理悬臂施工箱梁节段的实测挠度信息，从而得出与实际结构相符合的参数，让后运用前进分析法对挠度或高程控制值进行更正。 ③、高程监控监测主要步骤

本桥的中高程控制网按按照Ⅲ等水准精度，以大桥已建立的控制网点为基础，将高程控制点设置在桥墩承台上，然后当进行主墩0#块施工时将测钉进行预先埋设，待浇筑结束后用水准仪加悬挂钢尺的方法移至0#块的预埋测钉上，从而使悬浇施工的高程控制基准点形成，在箱梁的0#块的桥轴、腹板中心轴线与0#块横向中心线的交点上布置三个基准点，同时在浇梁段离节段前沿15cm的腹板中心轴线上也布置三个测点。

连续梁桥挂篮悬臂箱梁浇筑时要对已施工箱梁上的监测点进行观测，箱梁浇筑一般可以分为挂篮前移后、浇筑混凝土后和张拉预应力三个阶段，每一个阶段都需要进行观测，即三阶段挠度观测法，如图1所示。

各以13#、14#号墩为基准点进行联测误差最大值只有2mm，这说明两个基准点误差比较小，在允许的范围之内。

为了避免已浇梁体变形突变的发生，在完成最大悬臂80%后，除了对工况进行必须的观测之外，尚需每天进行按已浇梁块1/2范围内的挠度观测。中跨合拢的测量工况：配重施加后、中跨锁定前、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、预应力张拉前、预应力张拉后（边跨底板剩余束和中跨底板束）。边中跨合龙各工况的测量方法：

⑴ 对中跨合拢的工况进行测量，测量目标为各梁段的高程测点，在配重施加后、锁定前、混凝土浇筑后、预应力张拉后都需要进行测量。

⑵ 按照奇偶梁段对各梁在挂篮拆除后、混凝土浇筑前、预应力张拉前欧进行交叉测量。 ⑶ 观测梁体挠度，在临时支架拆除后、临时固结拆除后每天都进行一次观测。

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比较挠度监测与理论计算的结果是否相符，如果存在偏差则需要对于造成偏差的因素进行分析，并采用针对性的纠偏手段。 （2）、主桥温度监测 本桥温度监测大致分两部分： ①、箱梁温度～挠度关系曲线的观测

根据对这一天的历时观测结果，高程的测量时间尽一切可能安排在早上7：00左右，每天固定同一时间进行，以减少温度引起挠度的变化对立模标高以及高程测量结果的影响，并对比采用观测数据与理论值是否符合，从而对关系曲线进行最终的确定。 ②、箱梁温度场观测

观测箱梁温度场是采用将温度感应元埋置在箱梁内，从而对随温度变化的桥址地区箱梁温度场的数据进行观测，为大桥在合龙以及运营阶段的温度作用的分析提供数据依据。 观测箱梁温度场时要选择具有代表性的天气，一般选择晴天和阴天的时候进行。一天中的观测时间预计安排如下：从早晨6：00开始，一个小时一次，直到晚上8：00为止。 （3）、挠度控制及计算

a、立摸标高控制值=设计施工预拱度+箱梁顶面设计标高+挂篮自重及浇筑砼后的变形值±日照温差修正值。同时结合现场实测资料，通过线型控制软件计算，得出修正后设计预拱度，然后对立摸标高进行修正并提供最终的立摸控制标高。

b、现场实测资料采集内容：梁端标高实测值、挂篮变形及支架沉降、砼弹性模量、自重密度、砼收缩徐变系数、温度变化、施工堆积物等。

c、箱梁悬臂施工控制观测中观测主墩基础的沉降也是的观测的重要组成部分。因此，在每个墩身均布置观测点，实时进行测量，并做好记录。因此设置箱梁悬浇的挠度及线型控制是主桥施工的关键步骤之一。 3、监控中的体会和成果

在监控测量中体会最大的是挠度观测中必须坚持“四定”原则，即：

a、定人：由专业的测量人员负责挠度观测，同时也不能够让两部分人员分别单独对几个工况进行观测。

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b、定点：将工况挠度观测点和立模标高设置点根据监测方案中对于布点的要求设置在同一部位。

c、定时：按照各工况规定的观测时间进行观测。

d、定仪器：在进行悬浇时要对测量仪器（全站仪、水准仪）进行固定，并保证测量仪器提前校正检验合格，一起要按规定时间送检。

京杭运河特大桥主桥箱梁通过严格的线形监控，取得了较满意的成果，其成桥后的检测结果是：6个合龙段，轴线误差 参考文献：

[1]李平. 高速铁路支架法现浇连续箱梁线形控制监理技术[J]. 低碳世界，2016（08）：178-179.

[2]吉回照. 哈大铁路客运专线悬臂施工连续箱梁线形控制分析研究[J]. 科技信息，2009（28）：652-6.