合福高速铁路江田特大桥主桥线形控制

吴世波

（中铁十一局集团第一工程有限公司，湖北襄阳 441104）

1 工程概况

江田特大桥位于合（肥）福（州）高铁江西德兴市境内，跨越德昌高速公路及201省道。江田特大桥主桥采用跨径（60 m+100 m+60 m）的双线高速铁路连续箱梁（设计时速为350 km/h，线间距为5 m），中心里程DK400+652.05，该桥在 DK400+627～DK400+672.1处（4#、5#墩之间）跨越在建德昌高速公路，梁体底板距离路面最小高差为9.64 m，线路与德昌高速公路斜交角41.1°；在DK400+735.3～DK400+745.4处（5#、6#墩之间）跨越 201省道，梁体底板距离路面最小高差为30.56 m，线路与201省道斜交角66.4°。该桥平面位于R=10 000 m圆曲线上，纵断面位于-3.0‰的纵坡上。其总体布置图如图1所示。

江田特大桥主桥为单箱单室变高度直腹板连续箱梁，中支点处梁高7.85 m，跨中梁高为4.85 m,梁底下缘按二次抛物线变化,桥面设计为无碴道床，两侧均设人行道。箱梁顶宽12 m，箱梁底宽6.7 m。顶板厚度除梁端附近外均为40 cm；底板厚度40～120 cm；腹板厚度60～100 cm。全联在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板。

连续箱梁采用纵、横、竖向三维预应力体系，混凝土标号为C50，采用悬臂浇筑法施工，共分14个节段，其中0#块长14 m，1#～13#块分别长2.5 m×2+2.75 m×1+3.0 m×3+3.25 m×1+3.5 m×4+4 m×2，中跨及边跨合拢段为2 m，边跨现浇段9.75 m。

2 江田特大桥主桥连续梁施工工艺流程

江田特大桥主桥连续梁施工工艺流程见图2所示。

3 线形控制的难点及措施

根据《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设［2005］160号）梁段顶面高程差要求控制在±10 mm内，由于悬臂施工节段自重较大，模板间隙变形影响较大，以及挂篮左右变形的不一致性，造成每个节段施工时挂篮及模板均有非弹性变形的成分，因此给线形控制带来了一定的难度。结构在最大悬臂状态下需进行体系转换，将原来固定的支座转为活动支座，释放固定支座的转动位移，使得悬臂端的位移发生变化，这也是线形控制的难点之一。

为了使梁段顶面高程在规范规定的误差范围内，在江田特大桥主桥线形控制过程中采取了下述技术性措施：

（1）采用高精度的高程测量标准。在梁段高程测量过程均采用2等水准测量，并每半个月对测量基点进行复核，每个节段悬臂端进行多点布置，监测断面不同位置高程的变化，同时监测挂篮左右变形的不一致性。

（2）及时测量钢筋、混凝土及预应力的物理参数、箱梁的几何参数及环境参数，通过各参数的敏感性分析，找出显著影响主梁位移的关键参数，对关键参数进行重点控制。

（3）对实测的变形与理论变形的误差进行分析，找出误差产生的主要原因，采用合适的方法预测下一节段立模标高，并比较每次预测的变形和实际变形，并对下次预测进行修正。

（4）保持T构两端平衡施工，避免由于不平衡力造成T构施工过程产生差异变形量。

4 结构仿真分析

图1 江田特大桥主桥立面布置图（标高：m；长度单位：cm）

图2 悬浇连续施工工艺流程图

采用有限元软件MIDAS/Civil 2010，将全桥简化为梁单元进行施工过程仿真分析,共划分147个节点,146个单元，40个施工阶段,全桥有限元模型见图3所示。结构仿真计算包括各施工阶段、成桥阶段及运营阶段变形、应力计算,其目的在于验证结构的安全性及确定各施工工况目标状态和成桥目标状态。

与监测工况相对应，每一节段悬臂浇筑施工分为六种工况进行模拟：挂篮走行前、挂篮走行后、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、预应力张拉前、预应力张拉后。

5 结构参数敏感性分析

针对该桥的实际情况,主要对如下结构参数进行敏感性分析:（1）混凝土自重增加5%；（2）混凝土弹性模量增大10%；（3）截面顶板、腹板、底板增大 2 cm；（4）截面梁高增大 5 cm；（5）预应力增大5%。通过计算分析,得到各参数变化对主梁成桥累计位移的影响，见图4所示。

图3 江田特大佐主桥有限元模型

图4 各结构参数变化对主梁成桥累计位移的影响曲线图

从图4可知,主梁预应力增大5%、混凝土自重增大5%对成桥状态下主梁标高都有较大的影响,是要重点识别的结构参数；而梁高增大5 cm、截面顶板、腹板、底板增大2 cm、混凝土弹性模量增大10%对主梁成桥累积位移影响很小,属结构非敏感性参数,在理论计算对结构参数修正时,可不考虑其影响。

6 结语

（1）经过各节段的线形监测及施工过程控制后，江田特大桥主桥于2011年11月28日顺利合拢，桥面高程与设计高程的误差在规范允许范围内。图5为合拢后的江田特大桥主桥。

图5 合拢后的江田特大桥主桥实景

（2）主梁自重、主梁预应力是连续梁桥的结构敏感性参数,在施工控制中需要重点关注；而主梁弹性模量、梁高及截面顶板厚、腹板厚、底板厚的变化,在理论计算对结构参数修正时,可不考虑其影响。

[1]TZ 324-2010，铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南[S].

[2]TB 10621-2009（J971-2009），高速铁路设计规范（试行）[S].