吴海晶 刘晓瑞
【摘要】以武广客运专线昌山特大桥第19孔现浇梁为例，通过支架和地基沉降实测的分析，为原位现浇箱梁提供数据，从而控制箱梁的沉降及变形，保证箱梁的线形和工程质量，并为同类现浇桥梁工程提供有效借鉴。 【关键词】现浇梁 沉降观测 技术控制
1工程概况
新建铁路武广客运专线乌龙泉至花都段昌山特大桥地处广东省乐昌市长来镇长来村，该桥在线路上位于乐昌车站范围内，桥址全长为863.79m。桥跨布置型式为：5孔32m简支箱梁＋5×32m变截面连续梁＋1×32m简支箱梁＋6×32m连续梁＋9×32m标准简支箱梁， 36片现浇梁。
2地基处理
昌山特大桥第19孔梁地貌平坦，地基应力为200kPa~400kPa砂夹卵石。首先清除钻孔桩施工所筑泥浆池内泥浆，并换填砂夹卵石，在承台四周和泥浆池内回填的砂夹卵石并分层夯实；地表砂夹卵石层采用18t重型压路机碾压压实，确保承载力满足200kPa；现场采用K30检测，达到合格压实度的承载力后，在上面浇注10cm~15cm厚的C15混凝土。为避免处理好地基受水泡，在两侧开挖30×20cm的排水沟，排水沟分段开挖形成坡度，低点开挖积水坑。
3支架受力分析
箱梁支架为满堂支架，采用钢管扣件脚手架搭设。搭设支架在纵向横向间距、层数以及支架结构，已经过箱梁自重、面积和支架受荷后的量值计算确定。
4支架预压及沉降观测方法
4.1观测点的布置
在箱梁底模上布置测点，测点布置在底模两侧，距梁中线3m，顺桥向每一侧共设7点，位置分别为1/8、2/8、3/8、4/8、5/8、6/8、7/8处，共设置14个测点，编号为m1、m2、m3、……m14。强度较好直顺的细铁丝铅垂挂在观测点上，地下设点，钉铁钉并用红油漆标注，铁丝下面吊垂球并对中铁钉。
4.2水准基点的观测
高程系统采用铁四院提供的高程系统，以BM689为起算工程点，在施工范围以外坚固稳定处，埋设水准基点，点位设置长久牢固的标志，每一个月全网校正一次，水准基点高程变化值最大为0.3mm，说明水准基点是稳定的。
4.3支架预压与沉降观测
①预压:
简支梁支架预压拟采用混凝土块结合砂袋进行预压，混凝土预压块为0.7m×0.9m×1.5m，共计430块
单块总重为0.7×0.9×1.5×2.5＝2.363t（片石混凝土取2.5t/m3）
总重为2.363×419＝990t
梁体自重约为900t
预压重量为梁体自重的1.1倍，则需要预压荷载为900×1.1＝990t。
预压宽度为全横幅范围（8.2m），纵向预压长度为32.6m，加载分两次完成，分别如下；
第一次加载先铺设一层砂袋（约134mm厚），然后铺设混凝土预压块一层，总重约为2.363×111（预压块重量）＋8.2×32.6×0.134×1.7（砂袋重量）＝323.2t；
第二次加载为一层预压块，加载重量为2.363×283=668.7t；
预压总计加载为323.2＋668.7＝991.9t，为梁体自重的1.1倍。
②观测:
在支架未施加预压荷载前实施第一次观测，对铅垂丝上标记标高测量，测出各点的初始值H1并记录入表格，同时在支架地面及周边设置观测点查看地基沉降情况。而后匀速加载；
加载一次观测一次，每一次加载结束后立即进行观测各测量点的标高值H2，并做好相应的记录，当连续两次观测读数不变后，间隔2小时才能继续加载，直至加载完成，达到设计1.1倍受压荷载。当全部加载完成后观测一次，每12小时观测一次，直至沉降稳定后进行卸载，并记录卸载之前的最后一次观测标高值H3,卸载后再进行最后一次观测记录标高值H4。
4.4观测数据的记录整理
观测数据采用精密水准仪测量，仪器为DSZ2（带铟瓦钢尺）一套（技术参数：1公里往返水准测量精度≤±0.7mm）。每次测量在一站内完成，观测值的闭合差控制在1mm之内，保证观测值的误差满足要求。
以每个测点、每级加载后对沉降量进行连续观测直到沉降稳定。取沉降稳定后即最后一次观测值，作为该级荷载下的最终沉降观测值。得到的观测值与零荷载时的观测值之差，作为该点在该级荷载下的实际沉降量。以第四孔梁跨中测点m4为例，对每级荷载下的沉降值作为该点在该级荷载下的沉降下的沉降量（见表1），并绘制荷载-沉降量曲线（如图2所示）。
表1 荷载-沉降记录
点号 | 加载 | 卸载 |
空载 H1/mm | 30%加载H2/mm | 60%加载H2/mm | 100%加载H2/mm | 130%加载H2/mm | 100% 卸载 | 空载 H4/mm |
m4 | 1.03 | 4.83 | 5.78 | 7.72 | 8.66 | 7.97 | 7.97 |
累计下沉量 | 3.80 | 4.75 | 6.69 | 7.63 | | |
非弹性变形δ1=H1-H4 | -2.29 |
弹性变形δ2=H4-H3 | -5.34 |
| | | | | | | |
5预压结果及数据分析
通过第四孔现浇箱梁支架的预压结果，支架均未发生整体侧向位移，支架杆件无压弯变形，地基未发生沉陷、裂缝等情况。
5.1非弹性及弹性变形分析
从预压沉降观测资料可计算出各观测点的变形：非弹性变形为0.07mm～2.29mm（δ1=H1-H4）。通过预压后，可认为支架、模板、方木等的非弹性变形已经消除；弹性变形为1.44mm～5.34mm（δ2=H4-H3）.可根据H2和H3的差值，可以大体看出持续荷载对支架变形的影响程度很小。
5.2预压沉降分析
从沉降数据和各指标的结果可以看出：
（1）30%级荷载加载后，支架预压沉降变形最大，约为最大沉降量的1/2，在60%～100％级荷载加载后，相对沉降量比30%后的荷载沉降量小，而总沉降量继续增大。约为最大沉降量的60%～89%，130%级荷载加载后该级的相对沉降量较100%级荷载沉降量更小，从而总沉降量的变化亦变化小。
（2）从每个观测点看每级加载后，各测点的相对沉降量的变化较均匀，表明在预压过程中，每级荷载后预压支架的沉降量基本上是整体发生的，且各层的沉降量基本均匀，由此可以判断在施工中，不会导致已浇注完成箱梁混凝土因过大的不均匀沉降而产生裂缝等破坏现象。
（3）从预压后各测点的沉降量来看，以保证在施工完成后，箱梁底面的高程符合设计要求，从对地基处理、支架、杆件等构件的观察结果看，是偏于安全的，这在施工中也得到了证实。
5.3预压沉降成果的应用
根据设计底模标高技术交底，本桥梁的设计预拱度最大为225mm，以跨端为坐标原点，跨长为L,按二次抛物线变化计算各点的设计预拱度，即δx=δ（1-4x2/L）施工预拱度为支架变形值+设计预拱度，则对于已进行预压区段，根据如下公式调整各测点底模标高：底模顶面标高=梁底设计标高+δ2+δx。对于没进行预压的区段，参考如下公式调整各测点底模标高：底模顶面标高=梁底设计标高+δ1+δ2+δx。
6结束语
现在武广客运专线昌山特大桥上部箱梁已全部施工完毕，地基处理都是按照浇筑混凝土面层的方法进行施工的，在支架搭设好后，按照设计要求都进行了预压，预压结果和上面的数据基本吻合。通过加载预压，消除支架的非弹性变形，并对不同荷载加压后支架的沉降值，进行归纳，整理和计算，得出弹性变形较准确的数值，使施工的结构不但更接近于设计要求，而且也保证了施工期间结构的安全。
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