文章编号：１００９—４５３９（２０１７）０３—００６０—０４ ・桥梁工程・ 上转体连续梁转体监控方法研究 薛栋栋 （中铁十七局集团第二工程有限公司 陕西西安摘７１００３２） 要：通过对转体梁悬臂段浇筑完成后的温度监控、配重前后标高监控以及转体过程监控、转体后精确调整的监 控，介绍了上转体梁转体前后的监控方法与结果，分析各阶段影响的大小，最终达到成桥状态满足设计要求，为同 类桥梁监控提供参考。 关键词：连续梁桥梁监控温度标高影响因素 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９—４５３９．２０１７．０３．０１５ 中图分类号：Ｕ４４５．４６５ 文献标识码：Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｂｅａｍ Ｓｗｉｖｅｌｉｎｇ Ｕｐｗａｒｄｓ ｔｈｅ Ｐｉｅｒ Ｔｏｐ Ｘｕｅ Ｄｏｎｇｄｏｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ １７ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ ２ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｘｉ’ａｎ Ｓｈａａｎｘｉ ７１００３２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｗｉｖｅｌ ｂｅａｍ，ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｏｍｅ ｍｉｓｓｉｏｎｓ ｔｏ ｍｏｎｉｔｏｒ ｔｈｅ ｔｅｒｎ— ｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｗｅ ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｄ— ｊｕｓｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｆｉｒｓｔｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｕｐｗａｒｄ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｂｅａｍ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｓｗｉｖ— ｃｌｉｎｇ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｉｔ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ ａｂｏｕｔ ｅａｃｈ ｓｔａｇｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｙｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｃｏｕｌｄ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｂｒｉｄｇｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ；ｂｒｉｄｇｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｅｌｅｖａｔｉｏｎ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ １ 工程概况 怀安站特大桥跨京包铁路上转体连续梁位于 ＤＫ４０＋７３３．６～ＤＫ４０＋９５５．４处，线路线形为直线 段。采用（６０＋１００＋６０）ｍ悬臂现浇＋墩顶转体结 构跨越京包铁路上下行线，主跨与既有京包双线铁 路呈约６１。夹角。 施工时先在既有线两侧挂篮悬浇梁体（４９ ｉｎ＋ ４９ １１１），然后通过转体使主梁就位、调整梁体线形、 封固球铰转动体系的上、下盘，最后浇筑合龙段，使 全桥贯通。 图１ 连续梁转体前平面布置（单位：ｍ） 转体连续梁转体过程监控是为了准确报告转 体进行情况，指导操作台操作手调节转体系统行 程，使梁部转体后达到指定位置。 转体前平面布置图见图１，连续梁转体后成桥 状态见图２。 收稿日期：２０１７一ｏ１—０３ 图２连续梁转体后成桥状态 ２监控过程 ２．１转体前监控 ２．１．１ 温度变化对桥梁线形的影响 基金项目：中铁十七局集团有限公司科技研究开发计划项目（２０１４－４１） 作者简介：薛栋栋（１９８４一），工程师，主要从事工程测量技术研究。 温度影响监控主要监控转体前悬臂前端标高 ＲＡＩＬＷＡＹ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１ ７（ｏ３Ｊ ６０ 铁道建筑技术・桥梁工程・ 变化受温度影响情况，提供温度对梁线形影响最小 Ｆ挠。 的时间段，为梁体转体完成后梁体精调提供参考。 温度影响在悬臂段施工完成后进行２４ ｈ观测，仅在 第９节段后悬臂单数节段进行，间隔２～４ ｈ，按照二 ２．２转体过程监控 平面控制测量测点布置：在两端直线现浇段端 头轴线上各埋设一个平面控制加密点，按照高速铁 路ＧＰＳ三等测量要求进行平面加密测量，为监控过 程提供平面基准 。 ２．２．１高程点布设 等水准观测要求观测梁体上埋设的沉降标（见图 ３），同时测定空气温度及梁体混凝土表面温度。能 够准确反映温度对梁体挠度的影响以及混凝土温 度相对于空气温度的一个滞后效应。 Ｂ４， Ｂ３高程控制点使用三角高程测量方法将高程引 ．Ａ４ 测至５７号墩顶。 ，转体前实测棱镜中心高程。并 ’测量棱镜中心距梁面高差，计算得出的梁面高程与 设计高程进行比较。 ２．２．２平面点设置 ｌ ｌ ！ ２ ｌＡ３ 图３温度监测测点布置 由表１中观测数据可以看出，混凝土表面温度 在梁体转动到梁端中心轴线偏离设计 轴线弧 长５０ ｃｍ之前，平面测量使用全站仪观测全相棱镜 进行（见图４）。偏离５０ ｃｍ以内时平面测量按照设 计中线测设中线点，并用防水记号笔在悬臂端头做 出中心轴线，在梁端安装直尺，０刻度对准墨线（见 图５），观测过程中全站仪定向到设计中心轴线上， 通过不断量测设计中心轴线与记号线之间的偏距 来预报中心偏差 。 是高于环境温度的，当混凝土温度上升，梁体端头 测点３、４高度下降，最大下挠６ ｍｍ；当混凝土温度 下降，梁体端头测点３、４高度上升，最大上挠６ ｍｍ。 离端头越近，下挠或上挠的幅度变化越大 。同时 在５：００至９：２１内，数据变化不超过ｌ ｍｍ，梁体合 龙可以选择在该时问段内进行。 表１ ２４ ｈ连续观测测点累计挠度记录 观测 ０７：４０ ０９：２１ ｌＩ：０５ 环境 ２０．２ ２４．１ ３２．３ 混凝土 Ａ１挠度 Ａ２挠度 Ａ３挠度 Ａ４挠度 时间 温度／℃ 温度／℃ ／ｍｍ ２１．３ ２６．２ ３４．５ ／ｍｍ ０ —２ ／ｍｍ 一ｌ —３ Ｏ —１ ０ —３ ｌ４：１４ ｌ８：０３ ２１：２０ ２３：５０ ０２：１５ ０５：００ ０７：ｌ０ ３９．７ ３１．Ｏ ２３．２ ２３．Ｏ ２２．６ ２２．２ ２２．０ ４３．５ ３４．０ ３Ｏ．１ ２９．７ ２７．３ ２６．１ ２５．６ —２ —１ ０ １ ２ ２ ２ —４ —２ ２ ３ ３ ４ ４ —６ —３ ２ ２ ３ ４ ５ —６ —３ ２ ４ ５ ６ ６ 监测用全相棱镜 图５………一 点动时监测用钢尺 ………。 ２．２．３墩顶转盘刻度尺设置 转体前，根据转体角度在转盘上设置角度刻度 并编号，转体过程中读取转盘旋转角度并与上部平 面观测角度进行复核。 ２．２．４监控方法 ２．１．２配重前后梁端标高的变化 配重前后悬臂前端标高变化情况见表２。其中 各个阶段前２次观测取平均作为首次观测值。 表２配重前后标高变化 观测阶段 配霞前标高／ｍ 配蚕后标ｉ￣／，ｎ 高程变化／ｍｍ （Ｉ）监控过程中持续转动阶段以观测转过角度 为主，点动阶段以监测转体梁端转过弧长为主，高 测点Ａ】 测点Ａ２ 测点Ｂ１ 测点Ｂ２ ８１３．９５０ ８ｌ３．８６０ —９Ｏ 程以棱镜高度变化为准，经计‘算，其中： 转盘所走的总弧线长度为４．４２７ ｎ ； 转体悬臂端所走的总弧线长度５１．３１３ ｎｌ。 ８Ｉ２．２ｌ４ ８ｌ２．３ｌ５ ８ｌ３．８３８ ８１２．３ｌ２ ８ｌ２．４１４ ８１３．７４０ ９８ ９９ —９８ （２）转体前在转盘上布置刻度并编号，转体过 观ｉ贝４测点ＡＩ、Ａ２为中跨端头测点，Ｂ１、Ｂ２为边 程中观测转盘的转过刻度。 跨端头测点，由于配重在边跨，所以中跨上挠，边跨 铁道建筑技术（３）转体就位采用２台全站仪观测棱镜，渎取 ６１ ＲＡＩＬＷＡＹ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１７ｆ０３ Ｊ ・桥梁工程・ 表３点动阶段点动线程与桥梁轴线实际变化线程对应关系 ｄＪⅢ＼ 框 ５ ４ ３ ２ １ ‘ 观测部位 点动前剩余 点动１设计 剩余 点动２设计 剩余 线程／ｃｍ 线程／ｃｍ 线程／ｃｍ 线程／ｃｍ 线程／ｃｍ ５３号边跨 ５２号边跨 ４３．４ １５３．２ １Ｏ．０ ３０．０ ３４．２ １２２．１ １Ｏ．Ｏ ３Ｏ．０ ２．７ ９３．８ 棱镜坐标，时刻注意观察桥面转体情况，左右幅梁 端每转过约５。，向指挥长汇报一次，在距终点２。以 内，结束千斤顶连续工作状态，静待一会，消除梁体 连续转动惯性后采取“点动”方式就位，顶端测点每 转过１ ｍ向指挥长汇报一次；计划在距离终点５０ ｃｍ 时，全站仪观测位于梁体端头的钢尺读数，每转过 １０ ｃｍ向指挥长汇报一次；在２０ ｃｍ内，每转过 ３ ｃｍ向指挥长汇报一次；在３ ｃｍ以内，点动一次到 根据观测数据可以看出，在梁体转动过程中， 转盘上度盘刻画数据在开始时比较准确，随着误差 累计，偏差会逐渐增大，过程中需要全站仪监测予 以及时纠正。点动过程数据钢绞线线程与梁端线 程偏差也具有一定的不确定性，所以在剩余线程较 小的情况下，点动距离要严格控制。５２号墩转体晚 ＿ｔ 『 一 ．于５３号墩，点动过程吸取５３号墩教训，在距离设计 一 － －一１ ，轴线３０ ｃｍ时调整１０ ｃｍ点动为３ ｃｍ点动，取得了 良好效果。 二一ｔ＿Ｉ－一 Ｉ／ 一＿—１ 位。连续千斤顶结束连续工作状态的具体位置由 试转结果确定，转体就位后中线控制在设计要求 范围内 。 ２．２．５高程监控结果 转体过程高程监控数据见图６、图７，５２号、５３ 号墩中跨与边跨高程变化趋势一致，符号相反。 ３转体完成时成桥状态及精调措施 Ｉ 避 ３．１ 转体完成时成桥状态 转体过程及完成时，测量梁端高程偏差量（见 表４）。 表４转体前后高程偏差 图６ ５２号墩中跨转体过程中高程变化 观测部位 转体前 转体后 设计 转体前后 转体后与设 标高／ｍ 标高／ｍ 标高／ｍ 偏差／ｅｒａ 计偏差／ｅｍ ５２边跨 ８１０．７５５ ８１０．８４８ ８１０．９０１ ５２中跨 ８１２．３３１ ８１２．２３８ ８１２．２９３ ５３边跨 ８１３．８０９ ８１３．８７３ ８ｌ３．７０９ ５３中跨 Ｒ１ ７’ｎ６ ８１２．１４５ ８ｌ２．３４０ ９．３ —９．３ ６．４ —６．１ —５．３ —５．５ １６．４ —１９．５ 垤： 在转体完成时，轴线均偏离设计轴线２０ ｍｍ左 梁端距离初始位置移动线程／ｍ 右，理论上点动时钢绞线伸长１ ｍｍ，换算到梁端将 图７ ５３号墩边跨转体过程中高程变化 通过监测可以看出，梁体转动过程中，高程变 移动１１．６ ｍｍ。但由于点动时钢绞线有一个受力的 影响，在第一次或者第二次点动１ ｍｍ时，梁端可能 并未移动而在第二或者第三次点动１ ｍｍ时，梁端 可能移动２０ ３０ ｍｍ。而且转体后高程偏离设计值 ，～化小于ｌＯ ｃｍ，且具有前期变化幅度较大，后期变化 趋于稳定的态势。观测转盘撑脚状态，撑脚与滑道 最大为１９５ ｍ，高程调整会影响到轴线位置，故在 ．均未接触 卜 。转体过程中梁体有一个自平衡的 过程。 ２．２．６平面监控结果 平面监测过程中，持续转动状态下预报线程与 转体过程中轴线偏离２０～３０ ｍｍ时可不再进行点 ，动调整，剩余偏离量在精调过程中进行调整。 ３．２桥梁线形精调 精调总体分为三步： 实际线程在５２号墩转体过程比较吻合，５３号转体 至５ｌ。时梁端预报线程与实际线程相差４。约３．５ １ＴＩ。 点动状态读数钢绞线线程与梁端线程对应关系见 表３ ６２ 铁道建筑技术第一步，横桥向精调。横桥向精调时，在横桥 向较低一侧相应位置放置５００ ｔ千斤顶，顶升一定高 度后将横桥向标高调整到位，在横桥向两侧撑脚下 各楔入４个小钢楔子来保持正确形态。 ＲＡＩＬＷＡＹ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１ ７ ｆ０３Ｊ ・桥梁工程・ 第二步，纵桥向精调。纵桥向精调时，在纵桥 转体失败。 （５）转体过程中确定钢绞线运行线程和梁端运 行线程的关系是转体的关键，要及时根据梁端观｝贝０ 数据确定点动时间，防止超转。 向较低一侧相应位置放置５００ ｔ千斤顶，顶升一定高 度后将纵桥向标高调整到位，在纵桥向两侧撑脚下 各楔入４个小钢楔子来保持正确形态。 第！步，重复以Ｊ：一ｌ 作，检测标高、线形的正确 性。在其它撑脚下均楔入钢楔，完成Ｔ构精调。 由于精调高程时埘梁体中线影响较大，应先将 （６）怀安站墩顶转体连续梁，无论是在施工阶 段还是在转体阶段，现场都严格按照监控方案进行 了数据采集和分析处理，并与现场实际密切结合， 梁体两端高程调到位，再将梁体中线精确对 位 。反复调整使得梁体达到设计位置。 ３．３桥梁线形精调结果及合龙精度 通过科学的监控措施保证了梁体的线形，无论是过 程数据还是监控方法都能够为同类转体施工监控 提供参考。 参考文献 ［１］ 张正禄．ｊ１二程测量学［Ｍ］．武汉：武汉大学出版社， ２０１５：２８８—２８９． 凋整后高程与设纠‘偏差见表５。 表５精调前后高程偏差 脱测部位 精渊前 精调后 设汁 精调前后 转体后与没 标尚／）１１ 标商／ｍ 标高／ｍ 变化／ｒｎｌ 计偏差／ｅｍ ５２边跨 ８ｌ０．８４８ ８１０．８９４ ８ｌ０．９０１ ５２ ｃｆ１跨 ８ｌ２．２３８ ８ｌ２．２８９ ８ｌ２．２９３ ５３边跨 ８ｌ３．８７３ ８１３．７０３ ８ｌ３．７（）９ ５３【ｆ】跨 ８ｌ２．１４５ ８１２．３３４ ８ｌ２．３４０ ４．６ ５．１ 一ｌ７．０ ｌ８．９ 一Ｏ．７ 一Ｏ．４ —０．６ —０．６ ［２］ 余常俊，周勇军，刘建明，等．客运专线上跨既有繁忙 干线铁路转体法施工监控技术［Ｊ］．铁道标准设计， ２０１０（５）：６８—７１． ［３］ 李晓超，熊维平．霸王河１号特大桥连续梁转体全站仪 精调后，梁端高程与设计值偏差最大７ ＩＴｌｎｌ，相 测量监控技术［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１２（１）：６６—６９． ［４］ 王振东．客运々线预应力混凝土大跨连续梁转体施工 监控［Ｊ］．铁道建筑，２０１２（７）：２６—２９． ［５］ 姬鸽．大吨位平面转体连续梁桥转体施工和监控要点 ［Ｊ］．山西交通科技，２０１１（３）：４０—４３． 对偏差最大２ ｉｎｌｎ；轴线偏差最大９ ｍｍ，相对偏差最 大１ １ ｍｍ；均在设计要求范围内，满足梁体转体后精 度要求。 ４ 结束语 （１）怀安站跨京包铁路转体连续梁悬臂段浇筑 完成后至合龙精确调整前测量方面经过了连续２４ ｈ 温度观测，确定合龙最佳时间为早上７点至９点。 （２）在配重过程中的监测证明了悬臂端头中跨 ［６］ 董国亮．转体桥连续梁多次体系转换施工控制技术 ［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１１（１）：１３—１７． ［７］ 许信，周世军，李兴坤．大跨预应力混凝土连续梁桥转 体施工监控［Ｊ］．四川Ｉ建筑，２０１Ｉ（６）：１６５—１６７． ［８］ 张景辉．浅谈跨铁路悬浇转体桥监控技术［Ｊ］．国防 交通工程与技术．２０１６（Ｓ１）：１０９—１ｌ１． 和边跨的变化值基本一致，符号相反，且左右侧变 化一致。 ［９］ 黄先国．大西客专跨铁路连续梁桥转体施工监控技术 ［Ｊ］．国防交通工程与技术，２０１３（３）：４５—４８． ［１０］杨晓辉．京石客运专线滹沱河特大桥转体连续梁精确 调整施工技术［Ｊ］．铁道标准设计，２０１２（１２）：５Ｉ一５４． ［１１］文妮．跨武广高铁特大桥连续梁转体施工技术［Ｊ］． 交通标准化，２０１３（２）：８１—８４． （３）过程监测每个连续段只需要观测中跨或边 跨一侧，另一侧的变化值与观测的一侧变化相同， 符号相反。 （４）在转体过程中，高程的变化在转体约１／３ 处变化最大，后续平稳。所以１／３处变化可以确定 ［１２］任韶敏．铁路连续箱梁水平转体施工及监控技术研究 ［Ｄ］．石家庄：石家庄铁道大学，２０１４． 配重足否能够满足转体需要，防止撑脚抵死滑道， 铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１７（０３１