京沪高铁跨锡澄运河系杆拱桥施工监控技术研究
徐军平'，宋平根”，李年维
（1.江苏科技大学土木工程与建筑学院，江苏镇江212003：2.华普建设监理有限贵任公司，江苏镇江212003）
[摘要】京沪高铁跨锡澄运河系杆拱桥采用先拱后梁、系梁悬臂现浇方法施工.针对该工程施工，详细介绍了结构力、系杆力的监测结果，以及沉降观测结果.重点需述了在各个施工阶段拱助及系梁控制截面的施工监控要点，拱 变形及结构应变的控制内容，分析了施工控制方法，得出了施工监控结果，包括标高监控结果，应力监测结果，吊杆脚位移监测、吊杆力监测及基础沉降监测方法，确保施工精度，从面使工程施工质量满足设计和施工规范要求.
[关键词】高速铁路：拱桥；监控；施工技术
[中围分类号】U445.4：U448.225 [文献标识码]A
[文章编号】1002-8498（2011)23-0043-03
Construction MonitoringStudyof Tied Arch Bridge CrossingXicheng Canal for Beijing-Shanghai High-speed Railway
(1. School f Architecture and Cinil Engineering Jiangsu Unisesity of Science and Technology Zhenjiang Jiangsu212003 China; Xu Junping' Song Pinggen² Li Nianwei2. Zhnjiang Hpu Coutraction Ipection nd Conrol Co. Ld. Zhnjing Jingu212003 China)
Abstract ; The construction methods of arch first and beam late and cast-in-situ cantilever of tie beam isused in tied arch bridge crossing Xicheng canal engineering for Beijing-Shanghai High-speed Railway.Based on the engineering the authors introduce deformation control and strain control of structure analyze construction control method. Monitored results is obtained including elevation stress suspenderforce and tie bar force settlement. The authors emphatically introduce the following contents: the key construction monitoring points of arc rib and tie beam controlling sections at every construction stage theu apadopuupjo p uomethod of foundation settlement. The construction monitoring techniques ensure construction precision andmeet the requirements of design and construetion codes.
Key words:high-speed railway; arch bridges; monitoring; construction
1工程概况
京沪高铁徐州一上海段跨锡澄运河大桥为新建桥梁，主桥为1-96m先拱后梁钢管混凝土系杆拱. 桥梁全宽17.1m，人行道内侧宽12m，桥面系布置同两侧简支梁.主桥系杆拱拱轴线为悬链线线形，桥长100m，计算跨径96m，拱肋平面内高19.2m，矢跨比1/5.主桥总体布置如图1所示.
Fig. 1 General layout of main bridge (unit:cm) 图1主桥总体布置（单位：cm）
2施工控制内容
2.1结构变形控制
肋在系梁上搭设支架安装，中间大节段拱肋采用门 系杆拱桥采用先拱后梁法施工.靠拱脚段拱架吊装，拱肋钢管混凝土浇筑后，在拱肋上悬挂模板，分段现浇各节段系梁混凝土.
跨锡澄运河系杆拱桥挂篮浇筑的过程中，结构在自重、预应力、温度、收缩及徐变的影响下不断地产生变形.通过计算预报每个挂篮悬臂浇筑节段 和现浇段的定位梁底标高及预拱度，使得成桥后全桥线形符合设计要求.另外，在对拱肋拼装及吊装过程中，对拱肋轴线及拱顶标高进行监控，在吊装完毕后，对不同工况拱的轴线变化和拱标高变化进行监控.
2.2结构应力控制
应力控制是指对桥梁施工各个工况的应力增量及累计应力进行及时测量，以确保结构应力安全.因为结构应力控制好坏，在外观检查时不易发现.但是，如果结构实际应力状态与设计应力状态 不符，将会给结构造成危害，并较结构变形的影响大.所以，在对桥梁进行施工控制时，尤其要注意对结构应力的监控.本工程主要采用振弦式应变计对施工的重大工况进行系梁内部应力监控以及拱肋应力监控.
3施工控制方法
图3本系杆拱桥采用的施工控制框图 Fig.3 Construction control diagramof the tied arch bridge
在施工过程中，出现施工状态偏离理想的设计状态时，如不加以控和调整，就会造成结构内力远远偏离设计成桥状态，甚至危及安全.
制的目标是：成桥后梁底线形与设计值误差控制在2em以内，拱肋标高与设计值误差控制在1cm以内.实测标高表明，整个施工过程中，误差均控制 在允许范围之内，实测标高与预计值比较吻合.
装完成后达到设计预计的裸拱位置，拱肋节段现场 本桥在主拱拼装阶段，控制的目标是使主拱安拼装，在施工过程中循环性的工序相当少，且对已施工结构进行调整的措施不多，因此从控制论的角度可以实行开环控制，控制流程如下：设计中确定 的施工工序一实际结构施工→施工结果.
对跨锡澄运河系杆拱桥施工控制中的中跨合龙的目标是误差控制在1.5cm以内.根据实测情况，锡澄运河系杆拱桥左、右线中跨合龙误差分别为系梁及拱助测点位置布置示意. 为0.38，0.49cm，误差控制在允许范围之内.图4
而对于本桥系梁，由于采用挂篮节段施工，与预应力混凝土桥梁挂篮施工基本类似，可根据测量实际值对计算模型进行多次修正，故采用施工控制方面较为先进的自适应控制的思路，基本原理如图2所示. 而本系杆拱桥采用的施工控制框图如图3所示.
：系梁线形监测断面布置示意 监测断面
Fig.2 The basic principle of adaptive 图2自适应施工控制基本原理control construetion
根据以上特点，本桥采取在结构稳定性满足要求的前提下，对结构变形（高程）、应力进行双控，其中以变形控制为主，严格控制拱肋关键截面在危险工况的挠度变化、拱轴线偏位，同时关注结构应力 发展状态及趋势.高程的变化反映了结构的总体宏观表现，是结构各控制截面整体位移的综合反映，应力跟踪测试是控制截面受力状态的直接反映.
图4系梁及拱肋测点位置布置示意Fig.4Monitoring points layoutof tie beam and arch rib
4.2应力监测成果
跨锡澄运河系杆拱桥系梁和拱肋的应力敏感位置， 根据本桥结构受力特点，通过计算分析确定了对锡澄运河系杆拱桥系梁和拱肋的1/4跨、1/2跨
4施工监控成果
4.1标高监控成果
对跨锡澄运河系杆拱桥施工控制中的线形控
及跨中5个断面的应力随施工过程进行了全程监 控.图5为传感器（振弦式应变计）的布置示意.
图5系梁及拱助应力监测布置示意Fig.5 Stress monitoring layout oftie beam and arch rib
应力测量记录经整理后，将每个阶段各测点的实测应力汇总、计算出增量变化值，并整理成表以 便查阅.以S1截面为例，在3号、10号系杆首次张拉前（后）实测应力（增量）分析如表1所示.
表1实测应力增量分析
Table 1 Analysis of measured stress increment
截面测点 拱助截面 系梁截面 应力增编号编号 实测温 度/ 实测应 力/MPa 实测温 度/℃ 实测应 力/MPa 量/MPs合1 2号 28.30 28.60 5.81 -4.78 29.30 31.60 -4.26 -5.64 0.52. 0.17S1 28.40 5.57 32.50 -4.91 0.674号 32.70 -5.23
现场测量数据表明，所测数据均符合监控目标.
4.3吊杆力、系杆力监测成果
为了使吊杆力达到设计要求，监控小组采用频率法对吊杆力进行了测量，并与吊杆张拉力设计值进行了比较，保证吊杆的实际张力与设计值偏差控制在5%以内（第1次调整吊杆力时考虑运梁车的 动载影响，按建模计算值调整张力，并保证实测值与计算值偏差控制在5%以内）.
从吊杆张力实测情况来看，吊杆张力实测值与吊杆张力理论值误差均在允许范围内.因为在系杆拱桥施工中，其施工过程要进行多次体系转换， 吊杆内力也在不断变化，吊杆力大小对拱圈结构及系梁的应力状态和线形非常敏感.因此，为了使桥梁的线形和结构应力满足设计要求，除了在施工过程中施工方通过千斤顶张拉力和吊杆伸长量对吊行了测量并与施工方测量数据进行对比，以便能及 杆力进行控制外，监控小组采用频率法对吊杆力进时调整.根据实际施工情况，制订以下吊杆内力测量方案.
比，保证张拉力与设计值的偏差≤5%. 1）吊杆初次张拉时，与千斤顶现场同步测量对
4.4沉降观测成果
5结语
参考文献：
2）系梁挂篮施工过程中的各关键工况对各吊杆力进行监测.
3）墩梁临时刚接拆除后，按设计要求和具体工况第1次测量并调整吊杆内力.
量并调整吊杆内力. 4）二期恒载施工结束后，按设计要求第2次测
对系杆拱桥所在墩以及相关增进行沉降观测，能够有效监控梁面标高，控制变形质量.其成果如图6所示（以185号墩身为例）.
图6185号墩身累积沉降值随时间变化曲线Fig.6The curve of accumulstive settlementchange with time for the No.185 pler body
现场测量数据表明，所测数据均符合监控目标，变形及内力均达到了预期目标，为桥梁的安装施工提供判断依据，可为同类建设提供参考.
[1]徐晓和，陈小强，大两度钢管混土系杆拱桥施工监控[].铁道建筑，2009（10）：22-23.[2]邹中权，贺国京.大跨钢管混极土供桥施工监控研究[门].中 南林业科技大学学报，2007 27（4）：71-75.[3]薛新枝，钢管提极土拱桥的施工控制[J].铁道建筑，2006[4]张志强，丁汉山，中承式系杆换桥品杆张拉施工监控[J].公 (12) :12-14 路交通技术，2010（3）：96-99.[5]李文兵.京沪高铁淮河特大桥跨治河系杆拱桥的施工监控 [J].交通科技，2010（3）：56-59.[6]张传岳，丁学彬，邹良发，湿凝土系杆拱主桥施工监控技术[7]余海海，管同心，从贺，钢管混额土系杆换桥的施工监控[]. [J].交通世界 2010 23（12）；158-160.现代交通技术，2009 6（6）：52-54 63.[8]王治均，李年维，沈超明，等.钢管泥视土刚性系杆挨桥施 工监控技术[J].施工技术 2010 39（10）：63-66 119
