京沪高铁跨泰肥铁路特大桥悬浇连续梁徐变观测、分析与应用

京沪高铁跨泰肥铁路特大桥

悬浇连续梁徐变观测、分析与应用

一、概述

长期荷载作用下的变形——徐变：混凝土在一定的应力水平下，保持荷载不变，随着时间的延续而增加的变形称为徐变。混凝土徐变是粘弹性材料的一种固有时变特性。混凝土材料的徐变,对大跨径预应力混凝土桥梁施工的线形和应力控制有着很大的影响。同时由混凝土的徐变所引起的预应力附加损失、支座不均匀沉降、混凝土箱梁下挠、箱梁腹板开裂、结构应力重分布等,使得运营中的桥梁结构过早地失效或丧失功能。本文结合跨泰肥铁路大桥施工监控,在总结前人成果的基础上,展开了预应力混凝土连续梁桥,悬臂施工过程中的徐变效应研究。

二、所观测地段工程概况

京沪高速铁路跨泰肥铁路特大桥在DK460+742.09与泰肥公路交角为114°53′14〞，采用1-（60+100+60）m连续梁跨越，桥下提供净高12.34m。跨泰肥公路处51、52号墩为连续梁主墩，桩基础均为20根φ1.5m钻孔灌注桩，长度分别为15m和17m，承台加台高度6.5m；50、53号墩为连续梁边墩，两边墩均为12根φ1.5m钻孔灌注桩，长度分别为14ｍ和28m，承台高度5m。跨泰肥铁路特大桥（60m+100m+60m）现浇预应力砼砼连续梁全桥长221.5m，边跨60.75m+中跨100m+边跨60.75m，桥宽12m。全桥共59节段，其中2个0#梁段在托架上现浇、2个15#梁段(边跨现浇段)在支架上现浇、2个边跨合龙段及1个中跨合龙段，52个悬浇节段，悬浇节段长度最长为4m，最短为2.5m。截面参数：底板厚度从120cm变化到40cm，

腹板厚度从100cm变化到80cm(4#块)，再从80cm变化到60cm(11#块)，顶板厚度40cm(现浇段由65cm变到40cm)，翼缘板厚28.4cm；翼缘板宽265cm,底板宽670cm(除开0#块补块790cm)。

三、观测方法

1.一般要求

在连续梁合拢完工后终张拉前，先进行第一次测量，然后终张拉后立即进行测量，然后按照3天，5天，然后保持7天的频次连续观测。沉降变形观测遵照设计要求进行，观测期不少于3个月。观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时，适当延长观测期次。

2.观测标的埋设

连续梁上的观测标根据不同的跨度，分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨中附近设置，3跨以上连续梁中跨布置点相同，详见图2及图3：

图2 梁部测点横向布置示意图

图3 连续梁梁部测点纵向布置示意图

每个连续梁共计埋设14个沉降观测点。

3.观测方法

徐变观测均严格按照国家二等水准规范和设计要求进行。在同一条路线的往返测使用同一台DNA03电子水准仪，配3米铟瓦条码形水准标尺。，每次均形成闭合或附合检验条件。沉降变形观测的测量精度为±1mm,读数取位至0.01mm。观测前，对所使用的仪器和设备进行检验校正，并保留检验记录。

观测时，先选定相邻闭合环的公共边的一个观测标为基点，然后按照图示路线进行观测，三跨梁分三个节段进行沉降观测，4个观测点位

1个闭合环，相邻闭合环公用一条边，全桥14个观测点，共计6个的闭合环，相邻2个闭合环进行一次闭合。一般按以下顺序进行：后—前—前—后，前—后—后—前的观测顺序。

每一测段均为偶数测站。晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。观测时用测伞遮蔽阳光，施测时均装遮光罩。

四、工程实例及分析

1.跨泰肥铁路特大桥观测跨泰肥公路道60+100+60m连续梁，该处连续梁为挂篮现浇连续梁里程为DK460+635.65-DK460+857.35，该处连续梁一共埋设徐变观测标14个，对应梁体编号为TF51#、TF52#、TF53#。

目前梁体已经全部施工完成，徐变观测具体施工见下表：

2．测量人员

我工区成立徐变观测组，共五人。主要徐变测量人员已参加京沪公司《京沪高铁线下工程测量工程师业务培训班》及《京沪高铁沉降观测业务培训班》学习并取得培训合格证。徐变观测人员持证情况如下表所示。

沉降观测人员持证情况

3测量仪器年检情况

京沪高铁土建三标九工区跨泰肥特大桥，连续梁梁体徐变观测配

备了1台经过正规仪器计量鉴定机构检定合格的美国天宝（Trimble Dini03）电子水准仪，仪器标称精度往返测高差中误差0.3mm／km，3m铟瓦条码水准尺1对，测量仪器标称精度满足《京沪高速铁路线

下工程沉降变形观测及评估实施细则》要求。梁体徐变观测仪器设备监视台帐如下表所示：

沉降观测仪器设备表

观测仪器设备监视台帐

4．就观测结果来看，连续梁梁体总体徐变趋势趋于稳定且无突变情况发生。按照《京沪沉降评估实施细则》的要求，对观测数据进行分析评估。

60+100+60m现浇连续梁梁体终张拉后徐变变形量统计表

本梁体60+100+60m现浇连续梁累计徐变量最大的是51#-52#，累

计徐变量4.44mm。

5 单个梁体累计徐变观测数据分析

以60+100+60m连续梁段TF52#为例绘制梁体上拱量曲线进行简单分析；时间-累计徐变量曲线图。

TF52#梁体时间-累计徐变曲线

根据曲线可以看出，自2009年12月11日以来该段共累计徐变观测169天，27期次，累计徐变总量为4.44mm，自终张拉结束后，梁体徐变上拱量一直持续增加至2010年1月13日，之后出现少许下降，但总体基本稳定保持在+4.5mm以下，波动较小，2010年4月27日测点引至防护墙上之后徐变变化明显但在允许范围之内波动，已基本趋于稳定。

五、结论

根据该连续梁徐变观测的结果，可对后期轨道板底座施工及铺轨提供准确的依据。因此,准确地估计和预测徐变对高墩大跨径预应力混凝土桥梁结构的挠度和长期变形的影响,对指导工程设计、监控及施工进程具有重要的现实意义。