小議大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制及監(jiān)測(cè)中應(yīng)注意的問(wèn)題

摘 要：分析了大跨度連續(xù)梁橋施工控制的方法，對(duì)箱形截面的溫度場(chǎng)進(jìn)行了觀(guān)測(cè)，并用觀(guān)測(cè)結(jié)果剔除溫度對(duì)施工控制的影響。同時(shí)還提出了大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工應(yīng)力監(jiān)測(cè)的一些具體概念，并分析了在監(jiān)測(cè)中應(yīng)注意的一些相關(guān)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：大跨度；公路橋梁；預(yù)應(yīng)力混凝土；施工控制；質(zhì)量監(jiān)測(cè)

1 橋梁結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算

目前橋梁施工控制的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法主要包括：正裝分析法、倒裝分析法和無(wú)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算法。正裝計(jì)算法能較好地模擬橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工歷程，得到橋梁結(jié)構(gòu)在各個(gè)施工階段的位移和受力狀態(tài)。施工預(yù)拱度應(yīng)按照橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際施工加載順序的逆過(guò)程來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)行為計(jì)算和予以確定。只有按照倒裝計(jì)算出的橋梁結(jié)構(gòu)各階段中間狀態(tài)去指導(dǎo)施工，才能使橋梁的成橋狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。

2 主梁線(xiàn)形測(cè)量

（1）主梁撓度、軸線(xiàn)和主梁頂面高程的測(cè)量。在每一節(jié)段懸臂端梁頂設(shè)立2～4個(gè)標(biāo)高觀(guān)測(cè)點(diǎn)和一個(gè)軸線(xiàn)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)用短鋼筋或鋼板預(yù)埋，并用紅色油漆標(biāo)明編號(hào)。標(biāo)高用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)各節(jié)段施工次序，每一節(jié)段按三種工況對(duì)主梁撓度進(jìn)行平行獨(dú)立測(cè)量，相互校核。軸線(xiàn)使用全站儀和鋼尺等進(jìn)行測(cè)量，采用測(cè)小角法或視準(zhǔn)法直接測(cè)量其前端偏位。視準(zhǔn)時(shí)，將軸線(xiàn)后視點(diǎn)引至過(guò)渡墩，用遠(yuǎn)點(diǎn)控制近距離點(diǎn)。在主梁頂面混凝土高程測(cè)量過(guò)程中，同一截面測(cè)2～4點(diǎn)，根據(jù)其橫坡取其平均值，這樣可得到主梁頂面的高程值。

（2）主梁立模標(biāo)高的測(cè)量。用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量立模標(biāo)高，立模標(biāo)高的測(cè)量應(yīng)避開(kāi)溫差較大的時(shí)段。施工單位立模到位，測(cè)量完畢后，監(jiān)理單位對(duì)施工各節(jié)段的立模標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)，監(jiān)控單位不定期進(jìn)行抽測(cè)。

（3）同跨兩邊對(duì)稱(chēng)截面相對(duì)高差的直接測(cè)量和多跨線(xiàn)形的通測(cè)。當(dāng)兩邊施工節(jié)段相同時(shí)，對(duì)稱(chēng)截面的相對(duì)高差可直接進(jìn)行測(cè)量和分析比較。當(dāng)施工節(jié)段不同時(shí)，對(duì)稱(chēng)節(jié)段的相對(duì)高差不滿(mǎn)足可比性，此時(shí)，可選擇較慢的一邊最末端截面和較快的一邊已施工的對(duì)應(yīng)截面作為相對(duì)高差的測(cè)量對(duì)象。在測(cè)量過(guò)程中，同一對(duì)稱(chēng)截面可測(cè)多點(diǎn)，根據(jù)其橫坡取其平均值，可得到對(duì)稱(chēng)截面的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的相對(duì)高差。

3 線(xiàn)形控制原理與技術(shù)

（1）預(yù)拱度控制。

主梁懸澆段的各節(jié)段立模標(biāo)高可按下式確定

Hi=H0+fi+(-fi預(yù))+f籃+fx(1)

式中:Hi為待澆筑段主梁底板前端底模標(biāo)高;H0為該點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高;fi為本施工段及以后澆筑的各段對(duì)該點(diǎn)的影響值;fi預(yù)為本施工段頂板縱向預(yù)應(yīng)力束張拉后對(duì)該點(diǎn)的影響值;f籃為掛籃彈性變形對(duì)該施工段的影響值;fx為由徐變、收縮、溫度、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、二期恒載、活載等影響值。上述各參數(shù)在有限元倒向分析基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)測(cè)信息，對(duì)計(jì)算預(yù)拱度進(jìn)行調(diào)整和預(yù)測(cè)，確定最佳預(yù)拱度。

（2）預(yù)拱度。指令預(yù)拱度是主梁線(xiàn)形控制的主要參數(shù)，也是決定主跨和邊跨能否順利合攏，應(yīng)力分布是否合理的關(guān)鍵。施工預(yù)拱度指令，一般由監(jiān)測(cè)監(jiān)控單位拿出方案，經(jīng)設(shè)代組計(jì)算審核后，橋梁專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師簽字才能組織施工。施工預(yù)拱度指令除保證其合理性、科學(xué)性外，下達(dá)時(shí)間應(yīng)保證施工的連續(xù)性和及時(shí)性。

4 主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)變測(cè)量與應(yīng)力分析

（1）布點(diǎn)時(shí)間。在主梁鋼筋布置基本就緒、混凝土澆筑之前，在控制斷面預(yù)埋傳感元件，并做好相應(yīng)的防護(hù)工作。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，主要是測(cè)試和控制橋梁結(jié)構(gòu)縱向應(yīng)力。因此，布點(diǎn)時(shí)，傳感元件沿縱向(橋的里程或樁號(hào)方向)布置，用鐵絲捆扎在主梁縱向鋼筋的上(下)緣。

（2）傳感元件測(cè)試原理及其應(yīng)變測(cè)量。混凝土應(yīng)力測(cè)試傳感元件類(lèi)型較多，目前通常使用鋼弦應(yīng)變計(jì)，其測(cè)試效果較好。鋼弦傳感器應(yīng)變與頻率間的關(guān)系通常是以標(biāo)定表和折線(xiàn)圖的形式給出的，用二次曲線(xiàn)或三次曲線(xiàn)進(jìn)行最小二乘擬合，便能得到較好數(shù)學(xué)表達(dá)式。

5 關(guān)于測(cè)試中幾個(gè)應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）施工應(yīng)力監(jiān)測(cè)涉及到的資料和數(shù)據(jù)很多。除設(shè)計(jì)資料外，施工方面也很多，如施工工藝、施工方案、施工組織設(shè)計(jì)及掛籃、模板有關(guān)數(shù)據(jù)。橋上主要施工機(jī)具設(shè)備的重量及其他施工荷載等。事前應(yīng)認(rèn)真收集、仔細(xì)調(diào)查。

（2）應(yīng)變計(jì)安裝要經(jīng)歷混凝土澆注、振搗及混凝土硬化等過(guò)程。尤其是混凝土硬化是一個(gè)很復(fù)雜的變化過(guò)程，有水化熱溫升和自身體積的收縮。

（3）對(duì)能反映結(jié)構(gòu)工作特性應(yīng)力比較集中的測(cè)試部位，應(yīng)適當(dāng)多設(shè)元件，以防安裝或測(cè)試過(guò)程中造成損壞而測(cè)不到關(guān)鍵數(shù)據(jù)，還可以采用不同的手段或其他類(lèi)型元件，同時(shí)進(jìn)行測(cè)試。

綜上所述，對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工應(yīng)力監(jiān)測(cè)，至今仍有不少問(wèn)題沒(méi)有更好的解求方法。在科學(xué)的方法沒(méi)有建立之前，經(jīng)驗(yàn)的積累十分重要。當(dāng)前由于工程發(fā)展需要，正推動(dòng)這項(xiàng)測(cè)試工作不斷開(kāi)展，在這大好的時(shí)機(jī)中，只要堅(jiān)持不斷地實(shí)踐，不斷地分析總結(jié)，不斷地試驗(yàn)探索，必將使混凝土橋梁施工應(yīng)力測(cè)試工作更快地走向完善。