宋祖廣

（宿遷市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法支隊(duì)，江蘇 宿遷 223800）

關(guān)健詞：懸澆；連續(xù)梁橋；監(jiān)控；施工

某連續(xù)梁橋主橋主墩基礎(chǔ)采用Φ900mm鋼管樁，邊墩基礎(chǔ)采用Φ600mmPHC管樁，墩身采用矩形雙柱式薄壁墩，高度為10m左右。主橋上部結(jié)構(gòu)為雙幅四跨單箱單室三向預(yù)應(yīng)力砼變截面連續(xù)箱梁，四跨布置為69m+120m+120m+69m，單幅箱頂寬16m，箱底寬7.5m，箱梁根部高7m。

1 施工監(jiān)控目的

在大跨徑連續(xù)梁橋的懸臂施工中，撓度的計(jì)算和控制是極為重要的一環(huán)，它不僅影響到橋梁合龍的精度，而且影響到成橋線形與設(shè)計(jì)線形的吻合程度。一般來講，箱梁懸臂施工中影響撓度的因素主要有混凝土容重、彈性模量、收縮徐變、日照和溫度變化、預(yù)應(yīng)力大小、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、掛籃變形、施工荷載和橋墩變位等因素。設(shè)計(jì)中各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定值與實(shí)際施工狀態(tài)值不可能一致，加上計(jì)算理論的不完善（主要指混凝土收縮徐變）導(dǎo)致箱梁計(jì)算撓度與實(shí)測(cè)撓度有較大偏差，而且對(duì)撓度偏差的控制隨懸臂跨徑增大，難度也越大。采取科學(xué)有效的措施對(duì)箱梁撓度實(shí)施監(jiān)控，預(yù)測(cè)分析、實(shí)時(shí)調(diào)整，以達(dá)到大橋?qū)嶋H線形盡可能地吻合設(shè)計(jì)線形，這是施工監(jiān)測(cè)的主要目的。

2 監(jiān)控內(nèi)容

2.1 箱梁平面線形監(jiān)控

在懸澆施工過程中定時(shí)監(jiān)測(cè)已完成箱梁節(jié)段的平面坐標(biāo)，與箱梁設(shè)計(jì)平面坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，將數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)，動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)線形和測(cè)量線形，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2.2 箱梁高程監(jiān)控

高程控制主要包括理論計(jì)算、確定立模標(biāo)高、高程監(jiān)測(cè)及高程糾偏等幾方面。

高程監(jiān)控計(jì)算與設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)計(jì)算內(nèi)容基本一致，但采用的參數(shù)不同，監(jiān)控計(jì)算采用的材料容重、彈模、結(jié)構(gòu)上下緣溫差及收縮徐變參數(shù)都是按實(shí)際施工的數(shù)值。連續(xù)梁橋掛籃懸臂澆筑每一個(gè)箱梁節(jié)段可分為三個(gè)階段，在掛籃前移后、混凝土澆筑后和張拉預(yù)應(yīng)力后，均需對(duì)已施工箱梁上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。將監(jiān)測(cè)的撓度與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，如有偏差應(yīng)分析其產(chǎn)生的原因，并采取相應(yīng)的糾偏措施。 借鑒國(guó)內(nèi)已建成同類橋梁的撓度監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，撓度的預(yù)測(cè)采用數(shù)值回歸方法，以使懸臂的施工狀態(tài)最大限度地接近設(shè)計(jì)狀態(tài)。

2.3 溫度測(cè)試

本橋溫度觀測(cè)分兩部分：1）箱梁溫度～撓度隨氣溫變化觀測(cè)，2）箱梁溫度場(chǎng)觀測(cè)。前者觀測(cè)方法與高程觀測(cè)一致，后者則通過在箱梁斷面中埋設(shè)溫度感應(yīng)元件得到箱梁隨氣溫變化的溫度場(chǎng)。

3 施工監(jiān)控實(shí)施細(xì)則

3.1 箱梁平面線形監(jiān)控

懸臂施工的箱梁平面線形控制比其高程控制要簡(jiǎn)單，因?yàn)橛绊懸蛩叵鄬?duì)少，容易控制。本橋平面線形控制主要是監(jiān)控每施工一個(gè)箱梁節(jié)段，橋軸線實(shí)際平面坐標(biāo)是否與設(shè)計(jì)平面坐標(biāo)吻合。具體操作定期（每完成兩個(gè)塊件），測(cè)量已完成箱梁平面坐標(biāo)，并將測(cè)量結(jié)果及時(shí)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)線形和測(cè)量線形。平面線形一般不調(diào)整，施工測(cè)量應(yīng)準(zhǔn)確就位。測(cè)點(diǎn)布置位于頂板上中間位置。

根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)文件，本橋平面線形控制精度要求為：橋軸線平面偏差≤1cm。具體測(cè)量要求：測(cè)距精度：±（2mm+2ppm）；測(cè)角精度：±2″。

3.2 箱梁高程監(jiān)控

箱梁懸臂施工的高程控制是施工控制的重點(diǎn)。高程控制的最終目標(biāo)是準(zhǔn)確提供每一個(gè)箱梁節(jié)段的立模標(biāo)高。一切計(jì)算分析和對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理都是圍繞這個(gè)目標(biāo)進(jìn)行。本橋高程控制主要從理論計(jì)算、施工措施和實(shí)際操作等幾方面做工作。

1）理論計(jì)算，本橋施工監(jiān)控計(jì)算是為了從理論上了解黃浦江大橋的受力和變位情況。計(jì)算內(nèi)容考慮溫度、收縮徐變、施工荷載和體系轉(zhuǎn)換。監(jiān)控計(jì)算采用的材料容重、彈模、結(jié)構(gòu)上下緣溫差及收縮徐變參數(shù)都是按實(shí)際施工的數(shù)值。通過理論數(shù)值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的差異分析，修正計(jì)算中的各個(gè)參數(shù)，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)下一節(jié)段箱梁的立模標(biāo)高。在高程控制中，結(jié)構(gòu)溫度、收縮徐變、自重和施工荷載等因素究竟對(duì)撓度產(chǎn)生有多大的影響？在監(jiān)控計(jì)算完成之前，不能給出定性結(jié)論，即使完成之后對(duì)材料非線性、收縮徐變等因素在實(shí)際中的效應(yīng)也很難預(yù)測(cè)準(zhǔn)。對(duì)撓度影響較大的因素主要是：結(jié)構(gòu)自重、掛籃變形、預(yù)應(yīng)力張拉和結(jié)構(gòu)溫度。其中結(jié)構(gòu)自重、掛籃變形、預(yù)應(yīng)力張拉等因素影響比較容易預(yù)測(cè)，而非線性、收縮徐變和溫度影響較難預(yù)測(cè)。施工中撓度折減系數(shù)主要就是針對(duì)上述幾個(gè)因素的。

2）施工措施，高程控制中的施工環(huán)節(jié)同樣很重要，若沒有一個(gè)施工措施作保障，會(huì)給實(shí)際監(jiān)控帶來很大困難。

①每個(gè)節(jié)段施工周期為6～7天，要求盡量縮短澆筑混凝土?xí)r間；②根據(jù)理論計(jì)算和加載試驗(yàn)結(jié)果，精確確定各節(jié)段梁段混凝土澆筑時(shí)的掛籃下?lián)隙?；③掛籃后錨點(diǎn)的錨固要保證牢固可靠，不準(zhǔn)有松動(dòng)；④要求混凝土材料、配合比及外加劑等材料全橋應(yīng)盡量一致；⑤要求各T的懸臂施工進(jìn)度盡量保持一致。

3）高程控制方法、精度和工作流程

①高程控制方法：箱梁立模標(biāo)高的理論計(jì)算公式如下：

Hni＝Hi+fyi+fni

式中：Hni—第i節(jié)點(diǎn)在第n階段高程（若第n施工階段為i節(jié)點(diǎn)的安裝階段，則Hni為i節(jié)點(diǎn)的立模標(biāo)高）；Hi—i節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程；fyi—i節(jié)點(diǎn)的預(yù)拱度；fni—i節(jié)點(diǎn)從n施工階段到成橋的累計(jì)撓度。由于溫度、收縮徐變和非線性等因素，實(shí)際情況和理論計(jì)算不可能一致，因此對(duì)理論立模標(biāo)高要不斷修正。箱梁實(shí)際立模標(biāo)高為：

Hsi＝Hi+fyi+βfni+△fi+fg

式中：Hsi—第i節(jié)點(diǎn)實(shí)際立模標(biāo)高；Hi—i節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程；fyi—i節(jié)點(diǎn)的預(yù)拱度；fni—i節(jié)點(diǎn)從n施工階段到成橋的累計(jì)撓度；β—根據(jù)撓度觀測(cè)結(jié)果，分析統(tǒng)計(jì)出的撓度折減系數(shù)；△fi—根據(jù)撓度觀測(cè)結(jié)果和懸臂梁下?lián)希ㄉ蠐希┑内厔?shì)而確定的撓度調(diào)整值。

fg—掛籃彈性壓縮變形。

各箱梁節(jié)點(diǎn)斷面設(shè)置三個(gè)測(cè)控點(diǎn)，沿頂板對(duì)稱布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，其中兩個(gè)測(cè)點(diǎn)位于腹板上方，中間測(cè)點(diǎn)兼作平面線形監(jiān)控測(cè)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)斷面測(cè)控點(diǎn)布置在距節(jié)點(diǎn)15㎝的斷面內(nèi)，若有沖突依施工具體情況進(jìn)行調(diào)整。另在0＃塊橫橋向中心線的頂板上布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，其位置與其它斷面的頂板測(cè)點(diǎn)相一致。測(cè)控點(diǎn)用直徑φ16㎜的鋼筋，鋼筋頂部磨圓。在澆筑混凝土?xí)r預(yù)埋好，端部露出混凝土表面10㎜作為撓度監(jiān)測(cè)的觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)應(yīng)保證本身的穩(wěn)定性，同時(shí)不妨礙掛籃的前移。橫向設(shè)兩個(gè)測(cè)點(diǎn)有兩方面的作用，其一是通過兩個(gè)點(diǎn)的撓度比較，可觀測(cè)到該節(jié)段箱梁有無出現(xiàn)橫向扭轉(zhuǎn)；其二是同一節(jié)段箱梁上有兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，可以比較監(jiān)測(cè)結(jié)果，相互驗(yàn)證，以確保各節(jié)段箱梁撓度觀測(cè)結(jié)果的正確無誤。

②高程控制精度：根據(jù)設(shè)計(jì)文件，高程控制精度為：箱梁施工完成后裸梁頂面標(biāo)高與對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)高高差≤±2.4㎝。箱梁合龍前合龍段兩側(cè)箱梁相對(duì)高差≤2.0㎝。

③高程控制操作流程。撓度觀測(cè)，比較關(guān)鍵的是固定觀測(cè)時(shí)間，以減少溫度對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響和施工對(duì)觀測(cè)工作的干擾。本橋箱梁撓度觀測(cè)嚴(yán)格控制在清晨6∶00～8∶00時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)記錄空氣溫度和箱內(nèi)溫度。在標(biāo)高控制中強(qiáng)調(diào)梁縱向曲線的順滑，即使在某個(gè)階段實(shí)際標(biāo)高與理論計(jì)算不一樣時(shí)，不必強(qiáng)行在下一梁段施工中立即全部調(diào)整過來，可以在以后幾個(gè)梁段施工中逐步調(diào)整。重要的是保證梁的豎曲線和理論豎曲線近似，均勻連續(xù)，無局部的突起或下?lián)稀?/p>

3.3 高程監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

本橋采用數(shù)值回歸方法處理數(shù)據(jù)以提高撓度的預(yù)測(cè)精度。懸臂箱梁在施工過程中，隨著施工的進(jìn)展，懸臂長(zhǎng)度和懸臂質(zhì)量在不斷增加，在荷載和張拉力的作用下，懸臂中的各塊箱梁處在不斷的撓度變形之中。在設(shè)計(jì)方面，引起撓度變形的原因與變形量之間的關(guān)系，很難用一種數(shù)學(xué)表達(dá)式精確地表達(dá)出來，因此要對(duì)箱梁的撓度變形進(jìn)行成因定量分析，并對(duì)未來變形作出預(yù)報(bào)是很困難的，而在工程測(cè)量方面，可以根據(jù)已施工箱梁實(shí)測(cè)的撓度和對(duì)應(yīng)的懸臂長(zhǎng)度、質(zhì)量、張拉力、溫度等因素，采用線性回歸的方法進(jìn)行箱梁撓度變形的回歸模型分析，并根據(jù)回歸的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行箱梁撓度變形的成因分析和變形預(yù)測(cè)?；貧w分析的目的是為了掌握箱梁撓度的變形規(guī)律，預(yù)報(bào)已施工箱梁在后續(xù)施工中的變形情況和待施工箱梁撓度變形的范圍，這將有助于施工管理人員制定和調(diào)整未來箱梁的施工方案，使懸臂的施工狀態(tài)最大限度地接近設(shè)計(jì)狀態(tài)。數(shù)據(jù)處理和預(yù)測(cè)分析是監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)，在分析數(shù)據(jù)時(shí)重點(diǎn)考慮影響高程數(shù)值的主要因素：

①掛籃變形誤差影響l；②橋面臨時(shí)荷載影響；③結(jié)構(gòu)剛度誤差影響；④溫度影響；⑤預(yù)應(yīng)力誤差影響；⑥模板定位誤差影響。

4 溫度測(cè)試

溫度對(duì)箱梁撓度的影響不可忽視已成定論，但在實(shí)際中應(yīng)該如何考慮溫度的影響卻沒有一個(gè)可行的理論方法，即環(huán)境溫度升高（或降低）一度對(duì)撓度產(chǎn)生影響沒有對(duì)應(yīng)的解析公式，只有通過設(shè)溫度感應(yīng)元件觀測(cè)溫度對(duì)撓度的影響，并試圖從中找出規(guī)律達(dá)到準(zhǔn)確修整立模標(biāo)高的目的。本橋溫度觀測(cè)擬分兩部分，①箱梁溫度～撓度隨氣溫變化觀測(cè)，②箱梁溫度場(chǎng)觀測(cè)。前者觀測(cè)方法與高程觀測(cè)一致，后者則通過在箱梁斷面中埋設(shè)溫度感應(yīng)元件得到箱梁隨氣溫變化的溫度場(chǎng)。溫度感應(yīng)元件埋設(shè)斷面選在箱梁懸臂1／4及1／2位置附近（兩個(gè)斷面），在該斷面頂?shù)装遄笥覍?duì)稱布置JDC-2預(yù)埋式測(cè)溫線。箱梁溫度～撓度隨氣溫變化觀測(cè)時(shí)間選在：早5∶00～7∶00，中13∶00～15∶00，晚5∶00～7∶00。箱梁溫度場(chǎng)觀測(cè)選在有代表性的天氣進(jìn)行，每個(gè)月選兩天，一個(gè)陰天，一個(gè)晴天。一天中的觀測(cè)時(shí)間安排如下：從早晨6∶00開始，一個(gè)小時(shí)一次，直到晚上8∶00為止。

5 結(jié)語

本橋監(jiān)控方案充分考慮了懸澆連續(xù)梁橋施工中影響監(jiān)控的各種因素，合攏平面控制和高程控制均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，有效的保證了施工需要，可以對(duì)以后類似橋梁施工具有借鑒意義。