連續(xù)剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)施工監(jiān)控測量措施

潘成林

(中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528400)

0 前 言

在我國范圍內(nèi)，公路建設(shè)過程中經(jīng)常涉及到連續(xù)剛構(gòu)橋的建設(shè)，大多設(shè)計(jì)通常只是描述了成橋的理想狀態(tài)，未對各個施工階段的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行具體的描述和說明，最終導(dǎo)致很難正確地評定施工過程中各階段橋梁結(jié)構(gòu)的施工狀態(tài)。對此，本文圍繞連續(xù)剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)施工監(jiān)控測量展開詳細(xì)的探討。

1 工程概況

本文涉及工程為鴨池河大橋，該項(xiàng)目的高度位居世界第5名，跨越鴨池河。該項(xiàng)目全長1 450 m，橋面設(shè)計(jì)寬度為28 m，橋面與水面距離為434 m，主跨800 m。施工過程中因?yàn)槭艿降匦?、工期以及運(yùn)輸?shù)纫蛩氐挠绊懞拖拗?，傳統(tǒng)的施工方案以及施工機(jī)械幾乎用不上，經(jīng)過商討決定應(yīng)用纜索吊機(jī)懸臂拼裝鋼桁梁對本文涉及工程開展施工。該項(xiàng)目也是世界范圍內(nèi)首次應(yīng)用纜索吊機(jī)開展施工的橋梁項(xiàng)目。

2 連續(xù)剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)控措施

橋梁施工是一個動態(tài)的過程，在開展實(shí)際施工的過程中只有不斷進(jìn)行分析和調(diào)整，才能保證整個項(xiàng)目工程的施工質(zhì)量。因此，通過監(jiān)控橋梁施工過程中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，能更好地掌握橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工，保證成橋狀態(tài)符合具體的設(shè)計(jì)要求。在開展連續(xù)剛構(gòu)橋施工的過程中，不管是上部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平還是上部結(jié)構(gòu)施工過程中的線形控制水平，都會直接影響最終的成橋狀態(tài)[1]。

2.1 控制截面的選取原則

為了提高觀測結(jié)果的可比性，通過施工仿真分析，根據(jù)主梁在施工過程中和成橋后的最大正負(fù)彎矩截面以及截面的變化，嚴(yán)格控制截面對稱布置，為后續(xù)的分析提供便利。

2.2 應(yīng)力監(jiān)測截面的布置原則

大多的應(yīng)力測量工作都是針對截面法向應(yīng)力所開展的，因此，在布置主梁觀測點(diǎn)的過程中需要將其設(shè)置在截面的上、下緣，布置的過程中應(yīng)該保證方向與截面法向一致。主梁應(yīng)力監(jiān)測截面示意圖如圖1所示，另外還需要在主梁上布置應(yīng)力觀測斷面9個和應(yīng)力傳感器4支。

圖1 主梁應(yīng)力監(jiān)測截面示意圖

2.3 測試方式

在開展應(yīng)力測試工作的過程中，需要應(yīng)用到的設(shè)備主要有智能讀數(shù)儀以及應(yīng)變計(jì)。

2.4 應(yīng)力測量時機(jī)與標(biāo)高觀測

應(yīng)力的測量和標(biāo)高的觀測通常需要在每個節(jié)段縱向預(yù)應(yīng)力完成張拉工作后的6 h開展。在開展測量和觀測工作的過程中，必須將測量觀測頻率、測量觀測溫度以及具體的測試工況詳盡地記錄下來，在拆除合龍吊架時需要觀測一次斷面。

2.5 主梁應(yīng)力水平評價(jià)

通過對該項(xiàng)目的模型以及仿真進(jìn)行分析，可以得出不同施工階段下的監(jiān)測截面的理論應(yīng)力數(shù)據(jù)，然后將這些監(jiān)測得來的數(shù)據(jù)和理論應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，進(jìn)而更加科學(xué)地評價(jià)當(dāng)前主梁的應(yīng)力水平。

3 結(jié)構(gòu)幾何線形監(jiān)測措施

3.1 立模標(biāo)高

連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)幾何線形觀測的主要內(nèi)容有：測量主梁軸線的偏位、確定立模標(biāo)高、觀測施工過程中所出現(xiàn)的撓度變化[2]。具體而言，對于大橋施工控制工作來說，主梁的標(biāo)高觀測是非常重要和關(guān)鍵的，其可以直接反映出整個施工過程中主梁的豎向位移變化情況，進(jìn)而有助于更好地控制后期的成橋線形控制工作。主梁標(biāo)高觀測的過程中，主要應(yīng)用到的設(shè)備為水準(zhǔn)儀，測量工作從0號塊頂板、底板預(yù)埋的水準(zhǔn)控制點(diǎn)引出。在確定立模標(biāo)高的過程中需要明確以下關(guān)系：立模標(biāo)高=設(shè)計(jì)標(biāo)高+監(jiān)控預(yù)抬值，通常選擇5點(diǎn)控制的方法對立模標(biāo)高進(jìn)行控制。在開展混凝土澆筑施工前就需要進(jìn)行立模標(biāo)高的測量工作，測量的主要目的是更好地控制橋梁線形，為后續(xù)控制施工線形提供依據(jù)。另外，合理地確定和控制立模標(biāo)高也可以極大程度地提高橋梁線形的美觀度和平順度，為順利竣工驗(yàn)收提供保障。

3.2 變形控制點(diǎn)標(biāo)高

為了更好地測量變形控制點(diǎn)的標(biāo)高，需要將用于測量的鋼筋埋設(shè)在橋上，在埋設(shè)的過程中應(yīng)該合理控制測量鋼筋的埋設(shè)位置，另外保證鋼筋的直徑必須超過16 mm，測量埋設(shè)的鋼筋頭標(biāo)高可以為參數(shù)的識別和調(diào)整提供依據(jù)[3]。需要測量變形控制點(diǎn)的報(bào)告主要有以下情況：①從工況的角度看，需要在混凝土澆筑施工前后、縱向預(yù)應(yīng)力張拉后進(jìn)行測量；②從測量節(jié)段的角度看：需要在相鄰階段和當(dāng)前施工階段進(jìn)行測量；③每完成4個階段后，就需要對全橋線形進(jìn)行一次測量。綜合考慮混凝土的收縮情況、前期立模標(biāo)高以及掛籃變形情況評價(jià)變形控制點(diǎn)標(biāo)高，每完成一個階段的施工內(nèi)容后需要將實(shí)際的變形控制點(diǎn)標(biāo)高和理論標(biāo)高值進(jìn)行對比分析，然后采取有效地調(diào)整方式開展下個階段的施工。

3.3 平面線形監(jiān)測方法及流程

在開展大跨橋梁施工的過程中，主梁中心的監(jiān)測和控制工作是非常重要和關(guān)鍵的，通常為了確定大橋的原始坐標(biāo)位置，在開展0號塊施工前就需要仔細(xì)地核準(zhǔn)全橋軸線。具體來說：首先需要檢查和復(fù)核0號塊中心點(diǎn)是否發(fā)生位移，然后應(yīng)用經(jīng)緯儀放出中軸線并對所有塊段的中軸線進(jìn)行復(fù)核，檢查所有塊段的中軸線誤差水平，客觀、詳細(xì)地做好記錄。為了保證和提高支立模板中線的準(zhǔn)確性，完成懸澆段支立模板后需要復(fù)核已完成各段的軸線點(diǎn)。確定模板的縱橋向位置后，為了減少測量誤差應(yīng)該應(yīng)用全站儀進(jìn)行測距定出位置。在每個卡塊段的斷面中間設(shè)置軸線位置控制點(diǎn)，并且在箱梁板上做好標(biāo)記，方便后續(xù)復(fù)核工作的開展。測試頻率方面，每完成一個階段施工立模后就需要對各個控制測點(diǎn)進(jìn)行測量。節(jié)段平面線形測試點(diǎn)示意圖如圖2所示，在實(shí)際測量施工的過程中需要嚴(yán)格控制節(jié)段平面線形的偏差不能超過±10 mm。

圖2 平面線形控制點(diǎn)(單位：cm)

4 相關(guān)建議

1)在開展預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋主梁施工控制工作過程中，需要面對兩個問題：應(yīng)力控制以及主梁標(biāo)高的控制，這也正是日常橋梁施工過程中施工人員常說的“雙控問題”，施工過程中最為理想的狀態(tài)是應(yīng)力控制水平和主梁標(biāo)高控制水平都處于合理的范圍內(nèi)，但是實(shí)際施工過程中因?yàn)榭赡軙艿绞┕ふ`差以及主梁超重等因素的影響，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)這種理想的雙控是非常困難的?；诖?，為了提高雙控水平會應(yīng)用“現(xiàn)實(shí)雙控”的控制方法，應(yīng)力的控制和主梁標(biāo)高的控制需要遵循不同的原則：在控制應(yīng)力的時候考慮更多的是安全范圍，在控制主梁標(biāo)高的時候則更多考慮的是精度范圍。

2)連續(xù)剛構(gòu)橋應(yīng)力測試，數(shù)據(jù)的采集需要智能讀數(shù)儀和應(yīng)變計(jì)相互結(jié)合，通過弦在不同的受力情況下振動的頻率也有所不同，得出最終的應(yīng)變值，繼而確定主梁當(dāng)前的應(yīng)力水平。就當(dāng)前來看其他測量應(yīng)力的方法還有很多，較為常用的是標(biāo)距法。

3)連續(xù)剛構(gòu)橋的線形監(jiān)控工作主要包括：測量施工過程中主梁標(biāo)高的變化以及設(shè)定立模標(biāo)高，開展這兩項(xiàng)工作的方法為水準(zhǔn)測量，應(yīng)用該方法測量的過程中，為了提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須保證基準(zhǔn)點(diǎn)的方向精準(zhǔn)。當(dāng)前也可以運(yùn)用全站儀進(jìn)行測量，但是因?yàn)槿緝x的測量不夠精準(zhǔn)、誤差較大，建議數(shù)據(jù)僅可作為參考。

4)連續(xù)剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)監(jiān)控工作涉及到主梁變形的計(jì)算以及主梁應(yīng)力的計(jì)算，因此，在實(shí)際開展監(jiān)控工作的過程中，只有更加準(zhǔn)確地進(jìn)行施工仿真，才能為有效的監(jiān)控提供保障。

5 結(jié)束語

想要保證橋梁施工質(zhì)量，合理、可信檢測和控制措施是十分有必要的，本文以鴨池河大橋施工為例，對其施工過程中需要監(jiān)控的內(nèi)容進(jìn)行了介紹，旨在提高橋梁施工水平，為構(gòu)建更加和諧的國家交通網(wǎng)絡(luò)助力。

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