斜拉橋施工監(jiān)控實時監(jiān)測體系

周文政

(貴州科達公路工程咨詢監(jiān)理有限公司)

斜拉橋為高次超靜定結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)受力情況復(fù)雜，施工過程中體系多次出現(xiàn)轉(zhuǎn)換，必須對其進行嚴格的施工監(jiān)控。施工過程中各種環(huán)境因素都可能引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力和標高的變化，施工荷載也是無法精確控制的，因此可能導(dǎo)致通過有限元模型進行計算的理論值與實際施工測量值存在一定偏差，我們必須采取合理方式對其進行修正，使得理論數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)差值在合理范圍內(nèi)，保證結(jié)構(gòu)使用與施工安全，因此對整個橋梁施工進行線形和內(nèi)力全過程監(jiān)控，隨時了解橋梁實際受力情況，對施工及時作出相應(yīng)調(diào)整，才能確保成橋后結(jié)構(gòu)的線形與安全。

施工監(jiān)測的主要目的是為了給施工監(jiān)控提供服務(wù)，通過對處在施工過程中的結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線形的變化等進行跟蹤測量，來保證結(jié)構(gòu)在整個施工過程中的安全，所以施工監(jiān)測是一種在施工過程中臨時存在的測量體系，通過施工監(jiān)測，可以隨時了解結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，用以確定結(jié)構(gòu)是否按照設(shè)計要求進行和施工中是否存在危險，同時根據(jù)監(jiān)測結(jié)果隨時對結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，以保證結(jié)構(gòu)在建成后達到設(shè)計要求。

1 應(yīng)力測試

斜拉橋施工過程復(fù)雜，必須隨時掌握主梁、塔等關(guān)鍵部位的應(yīng)力情況，若發(fā)現(xiàn)問題可以及時采取有效措，還可適當(dāng)修正理論參數(shù)，為橋梁的安全提供保障，所以在施工過程中對實例橋控制截面進行施工應(yīng)力監(jiān)控測量，是十分必要的，本工程應(yīng)力測試工況。(1)每澆筑完一節(jié)塔柱。(2)每澆筑完一節(jié)主梁。(3)大范圍調(diào)索前后。(4)合龍前后。(5)橋面鋪裝后都需進行應(yīng)力測試。

2 幾何測量

幾何測量對于斜拉橋而言，主要包括三個內(nèi)容。(1)主塔空間坐標測量。(2)主梁標高測量。(3)主梁軸線測量，通過對以上幾項的測量，來保證橋梁的順利合攏以及線形達到設(shè)計狀態(tài)，同時也保證結(jié)構(gòu)的受力在施工狀態(tài)和使用狀態(tài)下的安全。

2.1 主塔偏位測量

塔頂?shù)目臻g坐標是確定主塔施工狀態(tài)的直接反應(yīng)信息，因此在施工過程中，要對主塔的坐標進行實時監(jiān)測，通常應(yīng)用全站儀，采用坐標法對橋塔進行監(jiān)測，具體做法是選取兩個基準點，一個架設(shè)全站儀，一個作為后視基準點，在主塔頂設(shè)置棱鏡，以此來測出塔頂以及各個節(jié)段的三維坐標，主塔偏位是指每個階段測量的主塔測量值與初始值之間的差值，初始值在封塔后進行測量，測量是要選擇風(fēng)力較小，氣溫恒定，日照影響小的時刻進行，主塔的測量一般頻率為每兩個施工階段測量一次，調(diào)索前后和合攏時也要測量。

2.2 主梁高程測量

每個階段的施工均要進行標高的測量，在每階段主梁距梁段10 cm 處的中心和兩側(cè)對稱位置設(shè)置三個測點，應(yīng)用水準儀對此三個點進行測量，測量所用的基準點是從橋塔基準點引測至橋上的，所以要保證測量的精準度，要定期對此基準點進行復(fù)核，施工過程中，每個節(jié)段施工后都要對懸臂外端的4 個節(jié)段的高程進行測量，測量時要盡量選擇溫度恒定的時間進行，通常為早晨日出前，這主要是由于線形對溫度的變化非常敏感，為保證測量的精準度而考慮的，另外也要根據(jù)要求定期對全橋進行高程的測量。

2.3 主梁軸線偏位測量

主梁軸線是橋梁走勢的定位線，在實際中是由主梁各個節(jié)段的頂端中點所組成的線，所以要保證橋梁的線形不出現(xiàn)偏差，就必須控制主梁的軸線，也就必須進行主梁軸線的測量，主梁軸線的測量也采用全站儀進行，此時棱鏡設(shè)置在橋梁前端的中心上，通過全站儀測出此點坐標，對比設(shè)計時的坐標，即可得出主梁的實際位置和偏差，以便于及時進行施工中的調(diào)整，主梁偏差的測量要在各個施工節(jié)段施工完成后進行。

圖1 主梁標高及軸線偏位測點布置

3 索力測試

斜拉橋的主要受力構(gòu)件是斜拉索，同時斜拉索的索力對結(jié)構(gòu)的受力，線形也有很直接的影響，所以，要想在施工中完美的控制結(jié)構(gòu)的走向，斜拉索力的監(jiān)控是其中重要的一環(huán)，斜拉索的測量按照以下情況進行。

(1)每根斜拉索安裝完成并且張拉后，都要對其以及其相鄰的3～5 對斜拉索的索力進行測量。

(2)調(diào)索前后必須進行索力的測量。

(3)關(guān)鍵工序(最大懸臂狀態(tài)、合龍前后等)，要對全橋的索力進行測量。

(4)鋪裝完成后也要進行全橋的索力測量。

4 溫度場測量

橋梁結(jié)構(gòu)處于不同的溫度場中其各主要部位溫度各不相同，這會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，其中對結(jié)構(gòu)溫度影響最大的因素主要為季節(jié)溫差和短期體系溫差，實例橋型為斜拉橋，其主要組成部分索、梁、塔均為空間非線性結(jié)構(gòu)，因此季節(jié)溫差和短期體系溫差將影響斜拉橋的線形及內(nèi)力變化，必須對斜拉橋個主要部位的溫度場定期進行測量，保證結(jié)構(gòu)安全，隨時掌握溫度場對斜拉橋結(jié)構(gòu)體系的不利影響，并進行修正。

5 結(jié) 語

橋梁監(jiān)控的質(zhì)量直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中的安全可靠性，更對成橋運營階段有著不容忽視的作用，因此我們必須進行嚴格細致的橋梁監(jiān)控工作，認真編寫并組織完成一套合理完善的施工監(jiān)控方案，以期提供良好的施工環(huán)境，使得竣工后的構(gòu)筑物能夠更好地為人類服務(wù)，方便交通和使用。

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