魏志鹏
（江西省交通工程集团建设有限公司,江西 南昌 330038）
转体施工是一种在非设计轴线所在位置制备成型，然后通过系统控制，将桥构转体就位形成整桥的施工方法。该方法施工速度快，交通影响小，作业相对安全，在桥梁建设中越来越多地得到应用[1]。但是，毕竟转体施工是一个对每一步作业均质量要求很高的施工过程，一旦分步作业，存在超度作业误差，会造成桥梁合龙困难，成桥线型和内部应力与设计要求不一致等问题，严重影响桥梁整体施工的顺利实现，所以转体梁桥加强施工控制尤为必要。
案例跨铁路T型刚构转体梁桥在施工过程中，强化精度质量意识，加强施工控制，良好完成了转体施工任务，实现和保障了成桥线型及内部应力满足设计要求，确保了施工安全和桥梁的整体承建质量[2]。这里结合工程实际，介绍该T型刚构转体梁桥的施工控制做法及相关成果，以期为同类工程应用提供技术参考。
案例是一座T型刚构跨铁道路桥，全桥采取混凝土预应力连续T梁设计，主梁采取单箱单室断面设计，总体长度168 m，跨度配置（84+84）m，施工跨度（71+71）m。采取全柱支撑单侧转体施工方法，沿铁路线浇注T型刚构箱体梁，待浇注养护达标后，开展预应力筋张拉操作，完成张拉后拆除支撑，然后以水平平衡转体法使主梁就位，整桥合龙。水平平衡转体法的转动体系中，铰球是转动体系的结构核心，对体系的制作和装配施工精度的要求很高。计转体角度33.46°，转体的总重量在7 083 t左右。
转体梁桥施工控制是个“施工→测控→识别→修正→预报→施工”的循环过程。施工控制目标有两个：①保证分段施工中结构的质量与作业安全。②保证成桥后桥梁的线型和内部应力满足设计和质量要求。要实现这两个控制目标，首先要把握存在哪些影响因素以及各因素的影响程度，然后对其进行分析控制。
3.1 施工应变的监测控制
3.1.1 监测仪器
根据各种应变测试仪器的功效和经济性的比较，并考虑到测量仪器的精度和长时观测的需要，选用振弦应变仪和振弦式读数器，后者分辨率为1 με。前者主要功效指标为线性度＞0.20%，精度为1/1 000，量程为±1 000 με，环境影响不大[3]。
3.1.2 测量点配置
主梁断面的测量点配置：
断面1：横梁侧断面，距离墩CY58#中心线2 m，设温度感受器。
断面2：主梁变断面，距离墩CY58#中心线10 m处。
断面3：主梁跨中断面，距离墩CY58#42 m处。
断面4：距中墩L/4的主梁断面，距离墩CY58#中心线21 m处，布设温度感受器。
断面5：主梁距离中墩3L/4处，距离墩CY58#中心线63 m处。
断面6：主梁合龙段，距离墩CY58#中心线70 m处。主梁共计设有50个应力测点。
3.1.3 应变检测过程
主断面应变检测贯穿整个作业过程，大概可分为3个阶段：第1阶段，主要是在混凝土达成设计强度后，对施工中箱体梁的应变值进行监测。该施工阶段的应变主要由施加预应力引起。第2阶段，主要检测施工操作完成后梁体的应变数据。对于旋转梁段，脱架施工的过程是由牛腿支承过渡到悬臂支承，即由静定结构过渡到超静定结构。完成脱架操作以后，转体T构已完成第1次的体系转换，这时处于最不利状态。第3阶段，检测转梁完成合龙作业后箱体梁的应变数据。就位后，完成合龙段浇注。当混凝土达成设计强度后，进行剩余预应力筋的张拉[4]。这是一个静定结构到超静定结构的作业过程，此间也完成了第2次的体系转换，基本完成了桥梁主体施工，可以获得成桥状态的应变数据。
3.1.4 应变检测结果与比较分析
（1）转体T梁达成设计强度以后，预应力筋张拉操作中，得出各断面的应变和应力检测结果。应变检测显示，988069号感受器测出的数据为-31.20 MPa，同一水平位置、同一断面的其他4个测量点的数据因干扰异常，应剔除。因此在预应力筋张拉操作阶段，转体梁各断面测量点最大压应力是-13.40 MPa，发生在3-3断面顶板的中间区域，各断面的最大压应力在顶板位置发生，数值为2.40 MPa。
（2）转体梁完成施工后，得出各断面应变和应力检测结果。
图1是距离中墩轴线2 m处，转梁顶板沿梁宽由内向外的应力比较曲线。因为顶板外法兰盘的一个传感器在施工中损坏，所以图中仅有4个有效检测值。图2是半径474.85 m的外腹板单元在距离中墩轴线2 m处沿梁高的应力比较曲线。因为施工中损坏了3个感受器，所以图中有7个有效检测值。通过模拟计算值与实际检测值的比较可知，计算值的最大压应力在-10.753 MPa，而实际检测值在-7.2 MPa左右，均低于许可应力值的-18.5 MPa，满足设计要求。
图1 距离墩中轴线2 m区域顶板的应力曲线（单位：Pa）
图2 距离墩中轴线2 m区域外腹板的应力曲线（单位：Pa）
实际检测值低于模拟计算值，主要是因为计算中没有考虑预应力损失、混凝土收缩徐变、温度影响等因素。此外模拟计算值的应力曲线系基于单元的平均应力进行插值模拟计算所映射的应力曲线，而检测值由感受器测得，在预埋感受器时，因为混凝土浇筑、施工扰动等因素的影响，可能发生偏离预设方向等情况，从而导致测量结果误差。因此施工中应尽可能保证安装精度，以保证检测结果的可靠性。同理，还对距离墩中轴线10 m处、42 m处、63 m处的顶板应力状态进行了检测，对距离墩中轴线10 m处、42 m处、63 m处的外腹板应力状态进行了检测，检测结果满足设计要求。
（3）转体梁就位并完成施工过程后，得出梁体各断面的应变和应力检测结果。
图3是距离桥墩轴线2 m处，梁体顶板沿梁宽由内向外的应力状态比较曲线。因为顶板的外侧1个翼缘板感受器在施工中损坏，3个实际检测值超过了分析计算的最大值，所以图中只有1个功效的检测值。图4是474.85 m弯曲半径的外腹板沿梁高由上而下的应力状态比较曲线。因为施工中有3个感受器损坏，所以图中只有7个有效检测值。通过实际检测值与模拟计算值的比较可以看出，实际检测值与模拟计算值之间存在着偏差。实际检测值的压应力最大值为-6.10 MPa，模拟计算值是-8.793 MPa，而允许应力值是-18.50 MPa，因此满足设计要求。
图3 距墩中轴线2 m处顶板应力曲线（单位：Pa）
图4为距墩中轴线10 m处主梁顶板沿梁宽方向由内向外的应力曲线与实际检测值的比较分析图。因为4个实际检测值超过了分析计算的最大值，所以图中只有1个实际检测值图4~18为主梁曲线半径为474.85 m的外腹板单元沿梁高方向自上而下，与实际检测值的应力曲线比较分析图，因为施工中损坏了3个感受器，两个实际检测值超过了分析计算的最大值，所以图中有五个实际检测值通过计算值与实际检测值的比较分析可以看出，实际检测值与模拟计算值存在偏差。实际检测值的最大压应力为-7.0 MPa，模拟计算值的最大压应力为-6.296 MPa，均低于许用应力值-18.5 MPa，满足设计要求。
图4 距墩中轴线10 m处外腹板应力曲线（单位：Pa）
对主梁顶板在距墩中轴线42 m区域沿梁宽由内向外的应力状态检测分析中，因为1个实际检测值超过了分析计算的最大值，所以只存在4个有效检测值。对半径为474.85 m的外腹板单元沿梁高方向自上而下，与实际检测值的应力曲线比较分析中，因为有3个实际检测值超过了分析计算的最大值，所以只有7个有效实际检测值。通过模拟计算值比较分析可知，实际检测值与模拟计算值存在偏差，实际检测值的最大压应力为-6.70 MPa，模拟计算值的最大压应力为-7.477 MPa，也均低于运行应力值-18.5 MPa，满足设计要求。同理，还对距离墩中心轴线42 m处、63 m处的顶板应力状态和外腹板应力状态进行了检测分析，检测结果，也均满足设计要求。
3.2 施工移位的监测控制
力学特性分析显示，完成脱架施工过程以后，转体梁处于最不利的功效状态，这时发生最大垂向移位，该值将直接影响结合段的施工质量，进而影响成桥线型状态。由于对于转体梁而言，脱架过程即为由牛腿支承向悬臂支承的转化，属于由静定结构向超静定结构的转化[5]。脱架操作后，转体梁完成了第1次的体系转换，只有腹板和顶板的预应力筋被张拉，使顶板在施工中处于应力最大状态，进而使转体梁的梁端发生最大的垂向移位。基于设计标高，（71+71）m旋转梁端的最大垂直移位实测值为0.122 m。该值包括了0.071 m的垂向预拱度值和（71+71）m T旋转梁在防护网重量、自身重量和预应力影响下的垂向移位值。
综上所述，以一座跨铁路的刚构转体梁桥为工程背景，对T型刚构转体梁桥的施工控制技术展开了研究。案例T型刚构转体梁桥施工过程中，采取模拟适应控制方法，通过加强对施工应变、移位的监测和通过施工监测数据与工程有限元模拟计算结果的比较分析，开展施工控制，较好地保证了转体施工质量。施工控制目标是保证分段施工中结构的质量与作业安全，以及保证成桥后桥梁的线型和内部应力满足设计和质量的要求。施工控制是个施工→测控→识别→修正→预报→施工的循环过程。案例在施工过程中重点关注和加强施工应变和移位的监测、分析和控制。值得一提的是，案例施工检测控制中，存在一部分无效或数值偏离较大的检测数据，这是因为在预埋感受器时，因为混凝土浇筑、施工扰动等因素的影响，发生了偏离预设方向等情况，从而导致了测量结果误差。因此施工和监测实践中，应尽可能确保部件、仪器的安装正确性和精确度，以保证工程质量和检测结果的可靠性。
猜你喜欢检测值模拟计算转体抗人T细胞兔免疫球蛋白对降钙素原的影响当代医药论丛(2022年22期)2022-12-07R1234ze PVTx热物性模拟计算能源工程(2022年1期)2022-03-29《2018年全国省级兽医系统实验室检测能力比对结果分析》图版中国兽医杂志(2019年2期)2019-06-25末梢血与静脉血在血常规检验中的比较分析首都食品与医药(2017年22期)2017-10-25挤出发泡片材褶皱分析及模拟计算中国塑料(2016年9期)2016-06-13山东2.24万t转体桥转体城市道桥与防洪(2015年3期)2015-03-20世界最重转体桥跨越京沪铁路现代企业(2015年2期)2015-02-28两种试剂D-二聚体检测值与纤维蛋白降解产物值的相关性研究现代检验医学杂志(2015年1期)2015-02-06实际发射工况下底排药柱结构完整性的模拟计算火炸药学报(2014年3期)2014-03-20大跨小曲线半径转体桥转体系统设计要点都市快轨交通(2014年1期)2014-02-27