以津?yàn)I輕軌一期工程中高架橋?yàn)槔?,通過支架和地基沉降觀測(cè)以及混凝土徐變理論分析,為輕軌現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工提供預(yù)拱數(shù)據(jù),從而控制箱梁的沉降及變形,保持箱梁的線形,保證工程質(zhì)量,并為同類現(xiàn)澆橋梁工程提供有效借鑒。
1、工程概況
津?yàn)I輕軌工程一期全長(zhǎng)45.409km,全線高架橋總長(zhǎng)近40km,基本梁型為現(xiàn)澆連續(xù)梁。其中,DK42+533~DK42+758段高架橋,是全線的試驗(yàn)段,為全線的快速施工提供技術(shù)積累和支持。試驗(yàn)段處于濱海地區(qū),為軟土地基。該段橋梁均采用3×25m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,為斜腹板單箱單室箱梁。頂板寬8.9m,底板寬4.6m,高1.5m,頂板厚25cm,底板厚20cm,跨中標(biāo)準(zhǔn)腹板厚40cm。由于津?yàn)I輕軌工期緊,任務(wù)重,結(jié)構(gòu)形式主要為城市高架橋梁,截面為薄壁箱形,主要梁型為3×25m、20+2×25m預(yù)應(yīng)力砼以及3×20m、2×20m普通鋼筋砼連續(xù)箱梁。連續(xù)箱梁施工支架不可能每聯(lián)都進(jìn)行預(yù)壓,只能通過有選擇性的局部支架預(yù)壓試驗(yàn)作沉降觀測(cè),為相似地質(zhì)段后續(xù)連續(xù)箱梁施工提供預(yù)拱數(shù)據(jù),從而簡(jiǎn)化工序,加快施工進(jìn)度。
津?yàn)I輕軌高架橋設(shè)計(jì)為整體道床,采用無碴軌道,其高程調(diào)節(jié)限差僅1cm,因此連續(xù)箱梁工后沉降、徐變和變形大小將直接影響著輕軌運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量。如果超限可能導(dǎo)致梁體開裂、鋼軌破壞、軌道失穩(wěn),因此必須嚴(yán)格控制沉降及徐變變形。
2、沉降觀測(cè)沉降分前期基礎(chǔ)地基沉降和支架沉降及工后箱梁沉降。
采用精密水準(zhǔn)儀,在各種工況下對(duì)A209~A212(3-25m)預(yù)應(yīng)力鋼筋砼連續(xù)箱梁觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè),通過模擬加載預(yù)壓試驗(yàn)取得支架沉降及彈性與非彈性變形的相關(guān)數(shù)據(jù);通過沉降觀測(cè)了解橋梁工后沉降,掌握沉降隨時(shí)間的變化關(guān)系,為后續(xù)箱梁施工搭設(shè)支架提供預(yù)拱參數(shù),為橋上承軌臺(tái)施工提供準(zhǔn)確高程。
2.1預(yù)壓支架沉降觀測(cè)通過對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋砼連續(xù)箱梁A209~A212模擬加載預(yù)壓試驗(yàn)取得支架沉降變形的相關(guān)數(shù)據(jù)。
2.1.1支架布置方案
為了便于受力分析及預(yù)拱設(shè)置,在箱梁中橫梁及端橫梁處支架作剛性支撐,直接支撐在墩臺(tái)上,該處支架彈性變形可視為0;其余地方從地面直接搭設(shè)支架至梁底,作柔性支撐。
2.1.2支架受力分析
支架預(yù)壓采取各項(xiàng)荷載(恒載、活載)模擬加載法,A209~A212(3×25m)預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁砼澆注時(shí)支架受力分析如下:
(1)恒載:砼重(邊跨300.76t,中跨300.72t,鋼模100t,內(nèi)模11t);
?。?)活載:施工活載4.9t(人群機(jī)具均布活載為2Kpa/m2,施工時(shí)按4×6m2范圍進(jìn)行荷載計(jì)算);振搗荷載:5.1t(振搗時(shí)對(duì)水平面板為2Kpa/m2,施工時(shí)按5×5m2振搗圍進(jìn)行荷載算);
?。?)預(yù)壓荷載計(jì)算(預(yù)壓重量按恒載及活載的1.2倍系數(shù)考慮)
Q=(300.76×2+300.72+100+11+4.9+5.1)×1.2=1228t(4)預(yù)壓荷載分布側(cè)模q1=(100/2)×1.2/(75×2.15)=0.38t/m2梁中q2=(300.72+11/3-49.5)×1.2/(25×4.6)=2.66t/m2梁翼q3=(49.5/2)×1.2/(25×2.15)=0.55t/m2活載q4=(4.9+5.1)×1.2/(25×8.9)=0.054t/m2(5)支架沉降觀測(cè)。支架預(yù)壓的模擬加載順序:先加載q1,即上側(cè)模時(shí)支架所受荷載,之后加q2+q4及q3+q4,即砼澆注時(shí)支架所受荷載。
2.1.3預(yù)壓沉降觀測(cè)
觀測(cè)點(diǎn)布置:在A209~A212支架墊木及上部支設(shè)模板的方木上釘鐵釘布點(diǎn),紅漆標(biāo)注。
支架預(yù)壓及沉降觀測(cè)分四步進(jìn)行:預(yù)壓前,對(duì)支架進(jìn)行高程測(cè)量;然后第一步模擬加載100%(1024t),測(cè)量支架高程;第二步模擬加載120%(1228t),支架相對(duì)穩(wěn)定,進(jìn)行沉降觀測(cè);卸載后對(duì)支架進(jìn)行高程測(cè)量。
2.1.4預(yù)壓沉降觀測(cè)結(jié)果
由支架沉降觀測(cè)資料可知支架經(jīng)過預(yù)壓其彈性與非彈性變形總量為15mm~18mm,而且縱向沉降由跨中向墩柱附近遞減;中間為基本平順的拋物線,其相對(duì)大小在1~2mm之內(nèi);由墩位處至梁中4~5m范圍內(nèi)則由無沉降增大至梁中的沉降量;橫向的沉降由箱室結(jié)構(gòu)向兩側(cè)翼板遞減,到外側(cè)的梁體寬度8.9m之外的沉降基本在0~3mm以內(nèi)。
2.2箱梁沉降觀測(cè)
2.2.1觀測(cè)時(shí)間施工期間輕軌箱梁沉降觀測(cè)主要在下面四種工況下進(jìn)行:承臺(tái)澆注后;橋墩澆注后;梁體完成后;承軌臺(tái)澆注前。
基礎(chǔ)沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置:在A209~A212四個(gè)承臺(tái)頂?shù)乃慕巧喜荚O(shè)四個(gè)觀測(cè)點(diǎn),測(cè)點(diǎn)采用鉚釘,四周砌護(hù)井,加蓋保護(hù)。
工后沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置:在箱梁A209~A212南北兩側(cè)擋墻上每5m設(shè)置一測(cè)點(diǎn),紅漆標(biāo)注。