深圳市交通公用设施建设中心，深圳路桥工程有限公司 深圳 518000
摘要：深圳市沙江西路延伸段市政工程沙井河特大桥主桥钢管拱和格子梁安装采用双栈桥+支架+龙门吊施工方案，本文通过对方案中大型施工结构龙门吊机、栈桥及拱肋和格子梁支架进行监控，监测结果表明，栈桥和支架正常使用状态承载能力和刚度均满足施工阶段最不利荷载设计要求，保证了整个吊装过程安全，为大型施工结构的监测提供了借鉴。
关键词：钢管拱肋；格子梁；大型施工结构；监测
1、工程概况
沙江西路延伸段市政工程位于深圳市宝安区，地处沙井街道办与松岗街道办的交界处，南起新和大道路口，北接广深高速西侧辅道（松安路），全线因沙井河的阻隔形成南北两段，分别为起点至沙井河旧路改建段，沙井河至终点新建道路段。其中，沙井河（桩号K0+680～K1+100）段设计跨河特大桥一座，由南引桥、主桥、北引桥组成，引桥及主桥桥跨布置为：南引桥（4×27m）+主桥(182m)+北引桥(17+3×25+17m)，两侧引桥按现浇预应力箱梁桥设计，主桥为下承式钢管砼系杆拱桥，拱肋采用钢管混凝土拱形空间刚架结构，桥面系由格子梁、钢-混凝土组合桥面板组成。拱肋和格子梁采用“双栈桥+支架+龙门吊机”吊装方案，总体施工方案如图1-1、1-2所示。
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图1-1双栈桥+支架+龙门吊机方案立面示意图
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图1-2双栈桥+支架+龙门吊机方案横断面示意图
2、大型施工结构设计
2.1栈桥设计
栈桥主要结构形式为“钢管桩+分配梁+贝雷梁+桥面板”，根据方案及河道地形特点，栈桥长度为132m，桥面宽6m，右幅里程桩号为K0+802～K0+934，左幅里程桩号为K0+850～K0+982。栈桥临时墩钢管桩基础除制动墩外均采用单排管桩形式，制动墩布置双排6根φ426×10钢管桩，其余墩采用单排3根φ529×10钢管桩，横桥向布置间距为2m+2m，双排纵向间距2.5m。单排墩钢管桩顶面采用2工40b型钢作为横向分配梁，双排墩顶面采用2工40b型钢作为纵向分配梁，其上再布置2工40b横向分配梁。桥面系为标准钢制桥面板，桥面板龙骨结构形式为纵横向工12.6分配梁，横向间距25cm，纵向间距100cm，面板采用10mm厚花纹板，花纹板上铺设P50钢轨作为龙门吊机走道。其结构设计如图2-1、2-2所示。
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图2-1 栈桥立面布置图（单位：mm）
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图2-2 栈桥横断面图（单位：mm）
2.2格子梁支架设计
格子梁支架单个临时墩采用单根φ529×10钢管柱形式，同吊杆等间距布置，即纵向间距为8.55m，横向按顺桥向中心线对称布置2根，间距17.2m。柱顶分配梁按纵向布置2HN450型钢，分配梁同柱顶焊接，柱顶下约1.5m设置一道横向连接系，纵向连接系每隔1跨设置一道，即每4根钢管柱形成一个格构式整体支架，连接系均采用φ325×8钢管桁架形式。其结构设计如图2-3、2-4所示。
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图2-3格子梁支架立面布置图
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图2-4格子梁支架横断面图
2.3拱肋支架设计
拱肋支架采用格构柱加纵向连接系形式，根据拱肋安装节段共设6×2个格构柱，柱顶横向分配梁采用3I56b，立柱采用4根φ600×10钢管桩，纵横向平面尺寸为4m×3.8m。单个格构柱纵横向均设置桁架式连接系，间距约10m一道，桁架平联采用φ325×8钢管，斜杆采用22#槽钢。格构柱间在距桥面约3m高度位置设置一道纵向连接系，连接系为桁架结构，上下平联采用φ325×10钢管，竖杆和斜杆采用槽钢。其结构设计如图2-5、2-6所示。
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图2-5拱肋支架立面布置图
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图2-6拱肋支架横断面图
3、结构监测
3.1栈桥监测
⑴变形测点布置
分别在左右幅栈桥跨中截面和墩顶布置变形和沉降观测点，用全站仪测量龙门吊机吊装大构件行走过程中栈桥的挠度和水平位移。
⑵应力测点埋设
根据理论计算结果，栈桥结构最大应力发生在桥面板横向工12.6上，由于其按等间距布置，可选择左右幅任意截面埋设振弦式应变计进行监测。栈桥应力测点布置如图3-1所示：
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图3-1栈桥应力测点布置示意图
3.2格子梁支架监测
⑴变形测点布置
对于两岸扩大基础上的支架钢管桩，左右幅各选择离基础顶约1.5m处进行标记，用水准仪观测标高变化作为其沉降依据；水中支架左右幅对称各选一个贴反光片采用全站仪进行沉降观测。
⑵应力测点埋设
由于理论计算值不大，格子梁支架不设应力监测点。其变形和应力测点布置如图3-2所示：
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图3-2格子梁支架变形和应力测点布置示意图
3.3拱肋支架监测
⑴变形测点布置
拱肋支架除布置沉降观测点外，还需进行纵横向位移观测，观测点布置方法为在支架顶部贴反光片，采用全站仪对其进行位移观测。
⑵应力测点埋设
选择四个最高支架进行应力监测，为方便监控人员操作，应力测点布置在钢管柱上距桥面高度1.5m左右。其变形和应力测点布置如图3-3所示：
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图3-3拱肋支架变形和应力测点布置示意图
3.4龙门吊机监测
⑴变形测点布置
分别在龙门吊机主梁L/4跨、L/2跨和3L/4跨下弦杆贴反光片作为变形观测点，龙门吊机变形测点布置如图3-4所示：
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图3-4龙门吊机变形测点布置示意图
2、应力监测点布置
分别在龙门吊机主梁L/4跨、L/2跨和3L/4跨下弦杆上缘、立柱底部设置应力测点，应力监测点布置如图3-5所示：
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图3-5龙门吊机应力测点布置示意图
4、监测结果
在整个施工过程中，龙门吊机横梁最大挠度为42mm，吊重行走在栈桥上时，栈桥的最大挠度为5mm，横向位移为4mm，且卸载后无残余变形。拱肋支架最大竖向位移5mm，水平位移9mm；格子梁支架最大竖向位移8mm，水平位移0mm。龙门吊机测点最大应力增量19.8MPa，栈桥测点最大应力增量82.4MPa，拱肋支架最大应力增量51.3MPa。
上述监测结果表明，无论是变形还是应力，实测值均小于理论计算值，所有大型施工结构正常使用状态承载能力均满足规范要求。
5、结束语
本文通过对沙江西路延伸段市政工程龙门吊机、栈桥、拱肋和格子梁支架等大型施工结构进行监控，保证了施工全过程所有结构的最大变形和应力均在安全可控范围内，为项目的顺利建设提供了保障。
参考文献：
[1]陈宝春 《钢管混凝土拱桥》
[2]向中富 《桥梁施工控制技术》
[3]胡彬 《先梁后拱施工的大跨度钢管混凝土拱桥施工监控技术的研究》