预顶升钢混叠合梁桥施工监控技术研究

彭瑞臣 谢洪波 李鸿博

摘  要：预顶升施工是解决钢混叠合梁桥负弯矩区桥面板开裂的方法之一，需要采用相适应的施工监控技术。以商合杭铁路钢混叠合连续梁桥为背景，探讨了预顶升钢混叠合梁桥在顶升与落梁过程中线形、顶升力和桥面板应力的监测方法，并对施工监控的成果进行了分析。结果表明，通过对线形与顶升力的监控，可以保证施工监控的精度满足要求，确保预顶升施工基本处于可控状态;通过对桥面板应力的监测，表明预顶升方法能够有效地为钢混叠合梁桥墩顶负弯矩区的混凝土桥面板施加预应力。

关键词：钢混叠合梁;预顶升施工;施工监控

中图分类号：TU398        文献标志码：A           文章编号：2095-2945（2019）10-0155-03

Abstract： The pre-jacking-up construction is one of the methods to solve the cracking of steel-concrete composite girder bridge deck in negative bending moment areas， and it is necessary to adopt the appropriate construction monitoring technology.Based onthesteel-concrete composite girder bridgeof Shangqiu-Hefei-Hangzhou Railway， the monitoring methods of construction geometry， jackingforce and bridge deck stress in the process of jacking and falling of the pre-jacking-up steel-concrete composite girder bridgeare discussed， and the monitoring results are analyzed. The results show thatthe monitoring ofgeometry and jacking force can ensure that the precision of construction monitoring meets the requirements， and the pre-jacking-up construction process is basically in a controllable state. Through the monitoring of bridge deck stress， it is shown that the pre-jacking-upmethod can effectively apply prestress to the concrete bridge deck in negative bending moment areas of the pier top of steel-concrete composite girder bridge.

Keywords： steel-concrete composite girder; pre-jacking-up construction; construction monitoring

1 概述

钢混叠合梁是一种由混凝土桥面板与钢主梁共同承受荷载的结构形式，由于强度高、结构轻且易于施工等优点，近年来在我国应用广泛[1]。负弯矩区混凝土桥面板的开裂问题是这种结构的设计难点之一，可通过预顶升方法为负弯矩区的桥面板施加预压应力，从而改善负弯矩区桥面板的受力情况[2]。在预顶升钢混叠合梁桥的建造过程中，需要相应的施工监控技术，以保证成桥控制参数能够尽可能地接近设计目标。

呂颖钊[3]等人对采用支座顶升工序的跨线钢混叠合梁桥施工监控方法进行了研究，表明在施工监控计算中考虑弯扭耦合作用是能够满足工程精度要求的;张智杰[4]对简支钢箱-混凝土叠合梁桥在制造、焊接及安装等过程中的施工控制要点进行了研究。然而，目前的相关研究中，对采用预顶升施工方法的钢混叠合梁桥在顶升、落梁过程中的监控技术的研究仍较少。

本文依托商合杭铁路钢混叠合连续梁桥，探讨了预顶升钢混叠合梁桥在顶升、落梁过程中的施工监控方法，并对线形监测、顶升力监测及桥面板应力监测的方法与结果进行了详细地阐述与分析。

2 工程概况

商合杭铁路古城特大桥采用上承式无砟轨道无预应力体系钢混叠合连续梁跨越茨谷河，桥跨布置为5×50.7m，自1170#墩延伸至1175#墩。钢主梁采用单箱双室截面;混凝土桥面板无预应力钢筋，中部厚43cm，悬臂端厚25cm，全宽12.6m。钢箱梁梁高3.585m，叠合梁截面中心处梁高4.015m。

商合杭铁路钢混叠合梁桥建造过程中，通过钢梁的顶升、回落与桥面板的交替施工，对墩顶负弯矩区的混凝土桥面板施加预应力。首先在桥面板施工前将钢梁次中墩、中墩分别顶升20cm、70cm，在中跨附近混凝土桥面板施工完成后将中墩处钢梁下降70cm，待剩余混凝土桥面板施工完成后再将次中墩处钢梁下降20cm。

3 预顶升施工过程的监控方法

3.1 线形监测

线形监测的测点布设如图2、图3所示，共布设了11个测试断面，每个断面布置了2个测点。

3.2 顶升力监测

顶升过程中，顶升力监测通过采用带有精密油压表的千斤顶顶升系统并分级对比油压表示数来实现。

3.3 桥面板应力监测

桥面板应力监测的测点布设如图5所示，共布设了5个测试断面，其中LSA、LSB、LSD断面布置了4个测点，LSC、LSE断面布置了2个测点。

4 预顶升施工过程的监控成果与分析

4.1 线形监控成果

顶升结束和落梁结束后，各断面的现场实测线形与前期理论计算线形的偏差值情况如图6、图7所示。

除个别损坏测点外，偏差值基本在±20mm之内，表明线形监测是满足精度要求的，对施工线形的监控是合理的。

4.2 顶升力监控成果

以顶升结束后，中墩墩顶的千斤顶顶升力情况为例对顶升力监测成果进行分析。

如表1所示，虽然1173#墩顶的顶升力偏差达到了11.5%，但合计顶升力的偏差仍在±10%之内。考虑到实际的临时荷载、数据采集时机等可能与理论计算时有所不同，同时结合线形监测的成果，可认为对顶升力的监测仍是可以满足要求的，顶升过程基本处于可控状态。

4.3 桥面板应力监控成果

落梁结束后，桥墩墩顶处的LSB、LSD两个测试断面的应力实测情况如图8、图9所示。

除损坏测点外，落梁结束后桥面板基本处于受压状态，说明通过预顶升施工为钢混叠合梁桥墩顶负弯矩区桥面板施加预压应力的方法是可行、有效的。

5 结束语

本文以商合杭铁路钢混叠合梁桥为背景，针对采用预顶升施工方法的钢混叠合梁桥这种结构形式的特点，研究了其在顶升与落梁施工过程中的监控技术，得出了如下主要结论：

（1）对顶升、落梁过程中线形与顶升力的监控成果表明，施工监控的精度是满足要求的，预顶升施工过程基本处于可控状态。

（2）對桥面板应力的监控成果表明，通过预顶升方法对钢混叠合梁桥墩顶负弯矩区的混凝土桥面板施加预压应力是有效的。

参考文献：

[1]刘晓青.公路钢混组合梁桥设计问题探讨[J].交通世界（上旬刊），2018（5）：104-105.

[2]齐伟杰.钢混组合梁桥的设计要点和方法[J].城市道桥与防洪，2017（9）：88-89，125.

[3]吕颖钊，唐熙.跨线钢箱-混凝土叠合梁桥施工控制技术[J].交通标准化，2014（19）：96-99，104.

[4]张智杰.简支钢箱-混凝土叠合梁在施工中的控制要点[J].工程建设与设计，2017（15）：219-221.