摘要：橋梁施工監(jiān)控主要是施工過程的安全控制以及線形與內(nèi)力狀態(tài)控制。文章簡要闡述了梁橋施工監(jiān)控的目的、內(nèi)容，以及理論與方法，并介紹了施工監(jiān)控技術(shù)在大跨度橋梁工程中的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：連續(xù)梁橋,施工監(jiān)控,應(yīng)力監(jiān)測

　　0 引言

　　橋梁施工在高速鐵路建設(shè)中起到舉足輕重的作用，橋梁施工質(zhì)量的好壞直接影響道路的使用性能和安全性能。隨著橋梁結(jié)構(gòu)形式、施工特點(diǎn)及具體控制內(nèi)容的不同，其施工監(jiān)控方法也不一樣，橋梁施工監(jiān)控的主要任務(wù)是橋梁施工過程的安全控制和橋梁結(jié)構(gòu)線形與內(nèi)力狀態(tài)控制。

　　1 施工監(jiān)控的目的與內(nèi)容

　　橋梁施工監(jiān)控的目的就是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的可靠度和安全度，保證橋梁成橋橋面線形與受力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。具體做法是通過在施工過程中對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)的施工過程進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使橋梁建成時(shí)最大可能地接近設(shè)計(jì)要求。

　　施工監(jiān)控根據(jù)橋梁成橋(含橋墩)后線型的要求，監(jiān)控的主要內(nèi)容有：各梁段的變形及高程實(shí)施控制;箱梁控制截面應(yīng)力監(jiān)測等。對(duì)于懸臂施工的大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，所采用的施工順序與成橋后的主梁線型與結(jié)構(gòu)內(nèi)力有著密切的聯(lián)系，對(duì)墩頂變形及主梁合龍順序密切相關(guān)。在施工階段隨著橋梁結(jié)構(gòu)的荷載狀態(tài)、環(huán)境溫度、濕度不斷變化，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形也隨之不斷變化。因此，需要對(duì)大跨度橋梁的每一施工階段進(jìn)行詳盡的分析和實(shí)測驗(yàn)證，并采用一定的監(jiān)控方法對(duì)結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力加以控制，指導(dǎo)施工實(shí)踐，以確保設(shè)計(jì)的施工過程或經(jīng)過調(diào)整后的施工過程得以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)。

　　2 施工監(jiān)控的理論與方法

　　連續(xù)梁橋是-施工-量測-識(shí)別-修正-預(yù)告-施工的循環(huán)過程，其實(shí)質(zhì)就是使施工按照預(yù)定的理想狀態(tài)(主要是施工標(biāo)高)順利推進(jìn)。實(shí)際上不論是理論分析得到的理想狀態(tài)，還是實(shí)際施工都存在誤差，所以，施工控制的核心任務(wù)就是對(duì)各種誤差進(jìn)行分析、識(shí)別、調(diào)整，對(duì)結(jié)構(gòu)未來狀態(tài)做出預(yù)測。

　　連續(xù)梁橋在梁段澆筑完成后出現(xiàn)的誤差，除張拉預(yù)備預(yù)應(yīng)力索外，基本沒有調(diào)整的余地，而只能針對(duì)已有誤差在下一未澆筑梁段的立模標(biāo)高上做出必要的調(diào)整。所以，要保證控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，最根本的就是對(duì)立模標(biāo)高做出盡可能準(zhǔn)確的預(yù)測，即主要依靠預(yù)測控制。無論施工過程如何，總是以最終橋梁成型狀態(tài)作為目標(biāo)狀態(tài)，以此來控制各施工塊件的預(yù)拋高值(立模標(biāo)高)。

　　2.1 材料參數(shù)的測試

　　作為結(jié)構(gòu)的重要組成部分，材料參數(shù)的真實(shí)值直接影響到主梁撓度及內(nèi)力。因此，施工開始及施工過程中，應(yīng)針對(duì)橋梁所用混凝土及鋼絞線等主要材料進(jìn)行物理和力學(xué)參數(shù)檢測，以應(yīng)用于施工控制分析中。具體應(yīng)包括混凝土容重、彈性模量、收縮徐變特性參數(shù)及鋼絞線彈性模量、延伸率、管道摩阻系數(shù)等。

　　2.2 變形標(biāo)高監(jiān)測

　　為了正確反映橋梁結(jié)構(gòu)施工中的標(biāo)高(位移)，把節(jié)段梁底標(biāo)高作為狀態(tài)矢量和控制矢量的監(jiān)測值，梁底采用預(yù)埋一根從梁底到頂板的粗鋼筋來引取，并在鋼筋安置后測出鋼筋頂或底的標(biāo)高差作為標(biāo)高和位移的測量結(jié)果。

　　2.3 應(yīng)力監(jiān)測

　　在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋上，主要測試大橋的橋墩和箱梁截面的應(yīng)力，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋還必須注意墩梁臨時(shí)固結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力情況。一般來說，橋墩上測點(diǎn)布置在墩底、橫系梁及墩頂截面處，主梁上測點(diǎn)布置在懸臂根部、L/4，L/2等關(guān)鍵截面上。

　　2.4 溫度場監(jiān)測

　　溫度變化是影響主梁撓度的主要因素之一。溫度變化包括季節(jié)性溫度和日溫度變化2個(gè)部分。日溫度變化復(fù)雜，尤其日照作用會(huì)引起主梁頂、底板溫差，使主梁產(chǎn)生撓曲，同時(shí)會(huì)引起墩身偏移，從而導(dǎo)致主梁因剛體轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生懸臂端豎向位移。因此，對(duì)結(jié)構(gòu)溫度場的監(jiān)測是一項(xiàng)十分重要的工作。

　　只有充分地了解結(jié)構(gòu)因溫度變化引起的位移、應(yīng)力改變，才能確定在當(dāng)前荷載作用下結(jié)構(gòu)的真實(shí)位移、應(yīng)力狀態(tài)。

　　溫度項(xiàng)目的監(jiān)測包括：主梁箱內(nèi)外大氣溫度梁體溫度、溫度梯度和主墩各側(cè)面溫度。

　　3 工程實(shí)例

　　石家莊跨京廣特大橋跨石環(huán)連續(xù)梁位一聯(lián)(80.6m+128m+80.6 m)采用懸臂澆筑施工預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。連續(xù)梁截面采用單箱單室、變高度、變截面直腹板形式。箱梁頂寬12m，底寬7m。中支點(diǎn)截面中心處梁高9.6m，中跨跨中9m直線段、邊跨20.5m直線段，截面中心處梁高5.6m，梁端1.45m直線段，截面中心處梁高5.6m。

　　頂板厚度除梁端附近外均為45～65cm，按折線變化;腹板厚64～110cm，按折線變化;底板厚由跨中的52cm按二次拋物線變化至根部的120cm。全聯(lián)在端支點(diǎn)、中跨中及中支點(diǎn)處共設(shè)置5個(gè)橫隔板。橫隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。箱梁兩側(cè)腹板與頂?shù)装逑嘟惶幫鈧?cè)均采用圓弧倒角過渡。

　　橋面寬度：防護(hù)墻內(nèi)側(cè)凈寬8.8m，橋上人行道欄桿內(nèi)側(cè)凈寬11.9m，橋面板寬12m，橋梁建筑總寬12.28m。

　　下部結(jié)構(gòu)均采墩身為雙線流線型圓端實(shí)體墩。

　　3.1 基礎(chǔ)沉降監(jiān)測

　　為監(jiān)測施工過程中的基礎(chǔ)不均勻沉降和累計(jì)沉降，在每個(gè)中間橋墩位置處的承臺(tái)4個(gè)角點(diǎn)上布設(shè)沉降觀測點(diǎn)。

　　3.2 橋墩垂直度和墩頂水平位移監(jiān)測

　　采用懸臂澆筑的連續(xù)梁橋在施工過程中由于兩對(duì)稱懸臂端的施工進(jìn)度不完全同步，或者施工機(jī)具設(shè)備堆放不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致墩頂產(chǎn)生縱向水平位移。為監(jiān)測施工過程中的墩頂?shù)乃�平位移，在橋墩施工完成后，沿橋墩高度方向的墩頂和墩底位置處布設(shè)觀測點(diǎn)，布設(shè)觀測點(diǎn)時(shí)要求上下兩點(diǎn)在同一垂直線上。

　　3.3 主梁控制截面的應(yīng)力與溫度監(jiān)測

　　連續(xù)梁在懸臂施工狀態(tài)下是靜定結(jié)構(gòu)，正常施工情況下，只要保證預(yù)應(yīng)力張拉有效，連續(xù)梁的應(yīng)力偏差不會(huì)太大，因此不需要進(jìn)行過多應(yīng)力的監(jiān)測。但是對(duì)于采用大噸位錨具的單箱單室連續(xù)箱梁，存在應(yīng)力分布不均勻的特點(diǎn)，雖然在設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮這一因素，但為保證不出現(xiàn)意外情況，在應(yīng)力最不利截面埋設(shè)儀器，跟蹤主梁施工過程中的應(yīng)力變化。

　　根據(jù)連續(xù)梁橋施工過程中的受力特點(diǎn)和施工監(jiān)控的主要目的，初步確定應(yīng)力狀態(tài)監(jiān)測斷面位置為懸臂開始截面、跨中、邊跨直線段，每個(gè)斷面頂、底各設(shè)2個(gè)測點(diǎn)。測點(diǎn)布置示意圖見圖1、圖2所示。

　　溫度測點(diǎn)的布置主要是考慮混凝土應(yīng)力測點(diǎn)溫度修正的需要，故溫度測點(diǎn)采用與應(yīng)力測點(diǎn)相同的設(shè)置。

　　3.4 標(biāo)高測點(diǎn)布置

　　標(biāo)高測量包括掛籃前移時(shí)梁底標(biāo)高的定位測量，澆筑本節(jié)段混凝土后在梁頂預(yù)埋鋼筋;第二天測量本節(jié)段的梁底標(biāo)高和所有梁頂(預(yù)埋鋼筋頭部)的標(biāo)高;張拉本節(jié)段預(yù)應(yīng)力鋼筋后測量所有梁頂(預(yù)埋鋼筋頭部)的標(biāo)高。測點(diǎn)布置：每節(jié)段5個(gè)測點(diǎn)。測量儀器：精密水準(zhǔn)儀，測量精度在±2 mm 以內(nèi)。見圖3。

　　3.5 測試工況

　　根據(jù)橋梁的施工程序，對(duì)荷載有明顯變化的工況，包括掛籃前移、澆筑混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，拆除支架等工況進(jìn)行監(jiān)控。由于施工監(jiān)控是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，因而測試工況將根據(jù)理論分析結(jié)果和現(xiàn)場施工的實(shí)際情況進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。為了防止結(jié)構(gòu)在施工過程中產(chǎn)生非正常的變形和應(yīng)力，在施工過程中，對(duì)橋梁另外進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測。

　　4 結(jié)束語

　　施工監(jiān)控環(huán)節(jié)在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的建設(shè)中是必須的，是一項(xiàng)技術(shù)系統(tǒng)工程。通過實(shí)施施工監(jiān)控，對(duì)結(jié)構(gòu)在施工過程中的受力和位移狀態(tài)進(jìn)行了有效的控制，使橋梁結(jié)構(gòu)始終處于安全的可控狀態(tài)，為施工的順利進(jìn)行提供了可靠的保證。

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