姜瑋蔚

(中鐵十八局集團第五工程有限公司中國天津300450)

試論預應力混凝土連續(xù)梁施工應力監(jiān)測

姜瑋蔚

(中鐵十八局集團第五工程有限公司中國天津300450)

隨著我國公共交通的發(fā)展，預應力混凝土在交通建設過程中得到了廣泛的應用。基于施工過程的復雜性，橋梁結構的應力和線性明顯的受到施工的影響，因此，為確保施工過程及成橋運營后橋梁結構的安全下，需要對施工過程實行全程監(jiān)控。本文主要對預應力混凝土連續(xù)梁橋施工應力的監(jiān)測進行分析和控制，同時通過施工監(jiān)控的實施保障施工及成橋階段的結構安全，進而確保施工質(zhì)量。

預應力；混凝土；應力；監(jiān)測

1.湯遜湖特大橋概述

湯遜湖特大橋全長11911.91，中心里程為DK7+477.7，為雙線橋。全橋共設370個橋墩，兩個橋臺，3座高架車站。其中192#墩～195#墩上構設計為（60.7+100+60.7）m三跨連續(xù)梁。湯遜湖特大橋在DK7+ 681.23～DK7+902.68段采用連續(xù)梁跨越江夏大道，線路與江夏大道夾角18°53'43"。江夏大道路面寬22m，東側綠化帶寬4m。本連續(xù)梁共三跨，跨度形式為（60+100+60）m，梁體全長221.3m。梁體采用單箱單室、變高度、變截面、曲線梁的結構形式，在局部設置有避車臺，梁高按曲線變化，連續(xù)梁頂寬度為12.2m，腹板底寬為6m，梁高4.7m～7m，底板厚度0.38m～0.876m，頂板厚度0.48m，腹板厚度0.45-0.6-0.9m。在端支點、中支點、跨中共設5個橫隔板，隔板設有孔洞，供檢查人員通過。樁基全部采用鉆孔灌注樁基礎。其中連續(xù)梁段192#、195#墩為過渡墩，采用9根Ф1.25m樁基，192#墩樁長為29m，195#墩樁長為30.5m，墩身高度分別為10.5m和9.5m；193#、194#墩位主墩采用10根Ф2m樁基，樁長分別為42.5m和46m，承臺尺寸16.8×11.3×4.5m，墩身高度分別為6.5m和6m。

湯遜湖特大橋位于平原地區(qū)，地勢較為平坦，線路所經(jīng)過的地區(qū)為亞熱帶季風氣候區(qū)，夏季受西太平洋副熱帶高壓影響，冬季受歐亞大陸冷高壓影響，氣候具有明顯的季節(jié)性，四季分明，冬天嚴寒，夏天酷暑，日照充足，雨量充沛。

2.湯遜湖特大橋施工的總體布置

2.1 湯遜湖特大橋施工進度

湯遜湖特大橋100m跨連續(xù)梁承臺及橋墩施工計劃于2010年8月10日完成，計劃于2010年7月25日開始連續(xù)梁支架基礎施工，計劃于2011年1月10日連續(xù)梁工程全部完成。本連續(xù)梁按六大段和1個合攏段進行施工，連續(xù)梁全部完工為2011年1月10日。其施工順序如下：搭設支架施工A0節(jié)段→搭設支架施工A1、B1節(jié)段→分部張拉、順序拆除A0及A1、B1節(jié)段支架→施工合攏段。

2.2 湯遜湖特大橋的施工平面布置

鋼筋統(tǒng)一加工，加工場設置在DK11+500處，距離施工現(xiàn)場3.6公里，湯遜湖特大橋施工便道采用既有的陽光大道和江夏大道，采用分段現(xiàn)澆施工法，施工前設置圍擋，將南側的江夏大道南端封鎖，車輛改從195#墩南側的道路通行，194#墩和195#墩之間靠西側圍擋，圍擋后陽光大道剩余2車道，交叉口北側的江夏大道東側圍擋四車道，剩余2車道，為減少對交通的影響，肯德基至192#墩范圍內(nèi)的綠化帶臨時改建成車道，臨時車道在道路改移的范圍之內(nèi)。圍擋后，路口靠南側江夏大道的車輛通過195#墩和196#墩之間既有的一條公路進出，此路口形成新的車流交匯點，需重新設置交通燈進行交通疏導。195#墩和196#墩之間為現(xiàn)澆箱梁，為了保證車輛從此處通行，在此處設置一門式支架。門式支架跨度為既有公路路面寬度，高度滿足車輛限高要求。保證江夏大道的車輛的通行。并確保24小時行車安全和通車質(zhì)量，現(xiàn)場安排專人值班，保證現(xiàn)場車輛暢通。

在施工現(xiàn)場布置一臺S9-315kVA變壓器，同時樁基施工時配備2臺400kW的柴油動力發(fā)電機，滿足施工的需要。此外，施工工地位于道路交通的交叉口，交通條件比較繁忙，場地的條件及其有限，當為了滿足吊裝時，施工模板、鋼筋材料的需要，需要在194#和195#墩處各設置一臺塔吊。

2.3 預應力混凝土連續(xù)梁施工的具體內(nèi)容

從幾何結構變形控制而言，橋梁結構尺寸控制是施工控制的基本要求。施工過程中會產(chǎn)生結構變形，容易產(chǎn)生各種誤差。因而，任何一個結構都不可能與預先設計的尺寸相吻合，所以，應當盡量減少結構尺寸與設計尺寸的偏差，將偏差降低到規(guī)范允許范圍內(nèi)。此外，結構變形還受到多種因素的影響，這在施工的過程中采取線性控制使橋梁能夠順利合攏，使得結構控制在允許偏差范圍內(nèi)，最終符合設計要求。

從結構應力而言，結構應力的好與壞，通過梁體的外部檢查是不易被發(fā)現(xiàn)的。當結構實際應力狀態(tài)與設計應力不符合時，這將會對結構本身造成危害，甚至還會對結構帶來一定的破壞，因此，預應力混凝土連續(xù)梁在進行施工控制時，應當著重注意結構應力的控制。

3.湯遜湖特大橋施工監(jiān)控工作實施

3.1 成立監(jiān)控組織

橋梁施工監(jiān)控工作中結合湯遜湖特大橋的施工工藝特點，成立監(jiān)控項目組，另外，成立專家顧問組對施工監(jiān)控的重大技術問題提供新的建議和技術咨詢，使得監(jiān)控項目小組能夠更好的完成施工監(jiān)控的工作。監(jiān)控項目小組為監(jiān)控項目組開展提供了較為重要的依據(jù)，最終能夠達到施工監(jiān)測和施工控制目的。

3.2 應力監(jiān)測監(jiān)控工作的實施

湯遜湖特大橋的施工是一個集施工、量測、判斷、預告、施工的循環(huán)過程，實施過程中，按照施工的工藝流程和施工工況進行不間斷的測試，對施工監(jiān)控相關的幾何和力學進行設計。湯遜湖特大橋的預應力應當作為大跨度預應力的混凝土連續(xù)橋梁，采用掛籃懸臂澆注的施工工藝，實施的內(nèi)容主要包括兩個方面，為：變形監(jiān)控和應力監(jiān)控兩類。

3.2.1 變形監(jiān)控

湯遜湖特大橋在施工的過程中，考慮到當?shù)刈匀粭l件、自然溫度的變化、橋墩的變位以及施工的誤差等因素的影響。針對這些因素的影響，按照彈性和變化進行計算分析和控制。為了使得施工簡化和方便，結合湯遜湖特大橋建設的實際情況對預拱度進行設計，其他節(jié)點按照二次拋物線的內(nèi)插確定，湯遜湖特大橋施工中主梁施工的變形監(jiān)測應該根據(jù)主梁的節(jié)段進行劃分，并對施工工藝進行劃分。這一變形監(jiān)測主要包括掛籃變形監(jiān)測、主梁變形監(jiān)測和主墩沉降監(jiān)測三個方面。主梁懸臂澆注在施工的過程中的變形監(jiān)測是按照三階段的施工標準進行劃分。具體步驟：定位前掛籃，進行混凝土澆注，預應力張拉鋼束結束前安排各個梁端變形監(jiān)測，主梁邊，中跨合攏施工過程和體系轉(zhuǎn)化過程中的變形監(jiān)測工作則是根據(jù)施工進度的沒個工況對主梁全部變形監(jiān)測點和沉降監(jiān)測點進行監(jiān)測。

3.2.2 應力監(jiān)控

湯遜湖特大橋按照實際的結構及其形成的相應過程進行計算，目的在于能夠精確計算，最終確定成橋幾何狀態(tài)和相應的內(nèi)力狀況。為準確的監(jiān)測主梁適當?shù)倪x用應力情況，可選擇使用施工過程的觀測，此外，保障長期性、穩(wěn)定性的應力測試，在主梁設置六個應力的監(jiān)測面對該橋的施工過程實施應力監(jiān)測。

4.湯遜湖特大橋預應力工程

4.1 預應力管道的安裝

按照設計要求，預應力鋼絞線束預留孔道采用有強度大、管壁嚴密的金屬波紋管。腹板豎向的預應力鋼絞線束孔道采用φ35mm鐵皮管，橫向的采用扁形波紋管。在普通鋼筋骨架綁扎、安裝就位后，可在鋼筋骨架上安裝波紋管。對管道的埋設要嚴格按照設計圖紙進行，確保平面和立面的位置準確。

4.2 預應力材料的下料、編束和穿束

鋼絞線及精軋螺紋鋼筋按照設計圖紙數(shù)量及規(guī)格分批進場。分批驗收預應力鋼絞線和預應力鋼筋，每批應為同牌號、同規(guī)格、同生產(chǎn)工藝、同交貨狀態(tài)的預應力筋。預應力材料妥善保管，防止生銹。使用前，必須進行外觀檢查。預應力材料下料時仔細核算每束下料長度，下料前經(jīng)技術人員仔細復核，下料長度充分預留工作長度。鋼絞線束下料時保證下料場地平整、無水、清潔。穿束可在澆筑混凝土前進行，開始前清除錨頭上的各種雜物以及多余的波紋管，用高壓水沖洗管道。

4.3 預應力張拉

在預應力張拉的過程中，配套使用張拉的機具和錨具。千斤頂?shù)膹埨纬尚枰獫M足鋼束的張拉長度，張拉力需要大于鋼束最大張力的1.2倍在進行張力之前對千斤頂、壓力表進行配套校驗，千斤頂活塞的運行方向?qū)嶋H上與張拉工作的工作狀態(tài)相一致，便于確定張拉力與壓力之間的讀數(shù)關系曲線和線性回歸方程。張拉時，千斤頂后面不準站人，不得踩踏高壓油管，發(fā)現(xiàn)異常，應立即停機檢查維修。

［1］向富中.橋梁施工控制技術[M].北京:人民交通出版社,2001.

［2］過鎮(zhèn)海.鋼筋混凝土結構原理[M].北京:清華大學出版社,1997.

［3］葛耀君.分段施工橋梁分析與控制[M].北京:人民交通出版社，2003（101）.

［4］徐善中，張彩燕，李求源.淺析預應力混凝土連續(xù)梁橋施工應力監(jiān)控[J].中國西部科技，2010(3).

Stress monitoring of prestressed concrete continuous beam

Jiang Wei－Wei

（China Railway fifth Bureau Group eighteen Engineering Co.,Ltd China Tianjin 300450）

with the development of public transportation in China,the prestressed concrete is widely used in transportation construction.Based on the complexity of the construction process,the stress and linear of the bridge structure is obviously affected by the construction,therefore,in order to ensure the construction process and bridge structure after the operation of the bridge structure,the need to implement the entire process monitoring.This paper mainly analyzes and controls the monitoring of the stress of the prestressed concrete continuous girder bridge.At the same time,through the implementation of the construction monitoring to ensure the construction and the bridge structure safety,and ensure the construction quality.

Prestress;Concrete;Stress;Monitoring

U445.4

A

2095-7327（2015）-08-0168-02

姜瑋蔚，女，安徽太和人，漢族，本科學歷，中級職稱，研究方向為道路橋梁。