南京地铁南延线秦淮河桥线形监控

市政建设 Municipal Construction

0 引言

预应力混凝土连续刚构桥是一种多次超静定结构，其理想的几何线形和合理的内力状态不仅与设计有关，还依赖于科学的施工方法，依赖于施工过程中对挠度、应力的正确控制。

施工过程中影响预应力混凝土刚构桥线形的因素很多，主要有以下几方面：挂篮变形，施工临时荷载，日照影响，混凝土外形尺寸偏差，预应力张拉，混凝土弹性模量和容重，混凝土收缩徐变影响。当上述因素与设计不符，而施工中又无法及时识别时，必然导致目标线形的偏离，造成扭曲线形或强行合龙的后果，因此为确保大桥安全施工及实际线形与目标线形吻合良好，必须在施工过程中进行线形控制[1]。

1 工程概况

本桥梁为地铁跨越秦淮河Ⅳ级航道而设。桥址范围内土质较差，区段基岩埋深相对较大。桥梁在线路K13+547.793以后部分位于缓和曲线和R=450m的圆曲线上，其余均位于直线上。桥面道路纵坡为30‰、-9‰。桥梁结构为预应力混凝土连续刚构桥，跨径布置为46.8+75+46.8m。

主梁结构为预应力混凝土单箱单室、变高截面箱形梁，全长169.8m，中跨中部10m，梁段和边跨端部14.9m，梁段为等高截面梁段，梁高为2.4m；中墩处梁高为4.8m，其余梁段梁底下缘按二次抛物线y=2.4+2.4・x2/302(m)变化。箱梁顶板宽8.9m-9.4m，箱底宽4.7m。全桥顶板厚36cm，边跨端块处顶板厚由36cm渐变至40cm；底板厚30c m-50c m，在梁高变化段范围内按抛物线y=0.3+0.2・x2/302(m)变化，边跨端块处底板厚由30cm渐变至60cm；腹板厚35cm-55cm，按折线变化，边跨端块处腹板厚由35cm渐变至55cm，全联共设6道横隔板。

连续刚构桥主墩均采用钢筋混凝土圆端形双壁墩，壁墩的中心间距4m；QJ10-7号墩柱高13.5m，QJ10-8号墩柱高16m；顺桥向单个壁墩厚为1m。墩壁顶面横桥向宽5.7m。两主墩均采用钻孔桩基础，桩径1.2m，桩数8根；承台厚度2m，承台上设1m厚垫块。

2 线形监控的内容

2.1 线形监控的基本思路

本次监控主要包括两方面：①施工控制标高监控；②温度对施工控制标高影响的监控。

监控时以箱梁底边缘标高为基准，以箱梁底边缘目标线形的标高作为控制目标。在施工过程中若发生线形标高偏离，则采用分段调整。当偏离标高值≤10mm时，一次调整到位；当偏离标高值＞10mm时则分节段调整，保证衔接的圆顺。

温度是预应力混凝土桥梁施工中不可消除的误差因素，它对结构的应力和标高都有明显的影响，合龙温度甚至是合龙的最重要控制因素之一，因此在合龙前相关节段中布置温度传感器，并进行温度测量，以保证结构顺利的合龙[2]。

2.2 线形监控的要点

0#块平面测点布置如图1所示，且以后的控制都以此为基准点。

一般节段的线形监控分四阶段测量：①箱梁立模后，即为节段立模完成后测量悬臂端距轴线位置1.4m处底模的D1、D2点的标高；②混凝土浇筑后，即为混凝土浇筑完成2天后测量A、B、C点钢筋头标高；③预应力张拉后，即为预应力张拉结束稳定4-5小时后，测量A、B、C点钢筋头

南京地铁南延线秦淮河桥线形监控研究

戴冰清

（南京工业大学交通工程学院，江苏 南京 210009）

摘 要：南京地铁一号南延线秦淮河桥为（46.8+75+46.8）m的三跨预应力混凝土连续刚构桥，其中QJ10-7号墩柱高13.5m，QJ10-8号墩柱高16m。该桥采用悬臂浇筑施工法，先边跨合龙，后中跨合龙。本文以该桥为例，展开施工线形监控的实际应用研究。

关键词：连续刚构桥；悬臂施工；线形监控

中图分类号：U448.33 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2012）03-0118-02

[作者简介] 戴冰清（1987- ），女，南京工业大学桥梁与

隧道工程专业硕士，主要研究桥梁检测与评估。

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标高；④挂篮移动后，即为挂篮前移定位后、绑扎钢筋前(完成立模后)测量A、B、C点钢筋头标高，以便与理论值进行对比，并根据对比情况调整参数给出下一节段箱形梁的立模标高。其中1-9#块测点布置如图2所示。

合龙节段线形监控要点：在中跨段合龙前顶推达到预定标高；边跨合龙前支架施工段要达到预定标高；在中、边跨合龙段混凝土浇注，预应力张拉，体系转换前后，达到预定的线形控制标高。

图1 0#块平面测点布置图

图2 1-9#块测点布置图

2.3 线形监控的目的

根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证成桥后桥面线形、合龙段两悬臂端标高的相对误差不大于规定值。

3 模型的仿真计算

本次监控用MIDAS/Civil进行仿真计算，测量数据一旦输入后即可与理论数据对比，便于发现问题及时反馈测量单位。MIDAS/Civil施工阶段分析需要考虑的事项如下：

①时间依存材料特性，其中包括：材龄不同的混凝土构件的徐变；材龄不同的混凝土构件的收缩应变；混凝土抗压强度随时间的变化；

②在MIDAS/Civil中悬臂法桥梁施工仿真建模步骤如下：定义材料和截面，建立结构模型，定义边界条件，定义荷载群，布置预应力钢束，张拉预应力钢束，定义材料的时间特性，施工过程模拟如下（通过单元、荷载的激活与钝化，每节段施工周期为10天左右，具体根据实际施工进度）运行。

③施工工况的定义：

施工工况1：单元——激活墩与0#节段；边界——激活墩底固结，激活墩与0#节段的固结连接；荷载——第1步：激活自重，第2步：激活1#节段立模挂篮，第3步：激活1#节段混凝土湿重。

施工工况2：单元——激活1#节段；荷载——第1步：激活悬浇1#节段的钢束荷载，钝化1#节段混凝土湿重，第2步：激活2#节段立模挂篮，钝化1#节段立模挂篮（挂篮

的移动），第3步：激活1#节段混凝土湿重。

施工工况3—9重复工况2的步骤。

施工工况10：单元——激活9#节段；荷载——第1步：激活悬浇9#节段的钢束荷载，激活顶推力，钝化9#节段混凝土湿重；第2步：激活合龙节段模板重（1/2）；第3步：激活合龙节段混凝土湿重（1/2）。

施工工况11：单元——激活中跨合龙节段；荷载——第1步：激活合龙钢束荷载（40%），第2步：激活合龙钢束荷载（60%），钝化9#阶段湿重。施工工况12：单元——激活支架上施工的节段；边界——激活满堂支架；荷载——激活支架施工钢束荷载。

施工工况13：边界——钝化满堂支架，激活边跨滑动支座；荷载——激活体系变换钢束荷载。

施工工况14：荷载——激活桥面铺装荷载，1000天后（成桥）。

4 线形监控结果及分析

根据测量数据分析，除QJ10-7墩1#块误差值过大（由于实测挂篮变形与挂篮试验的环境差别而引起20mm的误差，这些误差可在以后的施工阶段加以控制，分步消除），其余阶段标高误差基本控制在10mm以内，基本达到目标标高，线形控制总体较为满意。全桥线形误差见图3、图4。

图3 QJ10-7墩各节段线形误差 图4 QJ10-8墩各节

曲线图（mm） 段线形误差曲线图（mm）

5 结语

在桥梁实际施工中，经常会出现施工线形与设计线形不吻合的情况，关键是要将误差控制在规范允许的范围内。通过运用模拟计算，对大桥施工中的实际线形进行监测分析，并及时予以调整，可以有效控制施工线形，确保其与设计线形一致。

参考文献：

张彦.大跨度预应力混凝土刚构桥线形控制[J].广东土木与

[1] 建筑，2006（5）：36-37.

阮欣，石雪飞.大跨径预应力混凝土梁桥施工控制的现状与

[2] 展望[J].公路交通科技，2004，21（11）.