懸臂澆筑預應力混凝土連續(xù)梁橋施工監(jiān)控技術

何文斌

(廣東省長大公路工程有限公司)

1 工程概況

該橋橋軸線走向順直平順，處于平坡段，位于順線路方向兩側隧道出洞口之間。結構形式為預應力混凝土連續(xù)剛構橋，主梁采用掛籃懸澆的方式進行施工，能適應地形復雜的惡劣條件。該橋起始里程為K9+136.454，終點里程為K9+313.294，橋梁全長為176.84 m。該橋主梁采用46 m+80 m+46 m預應力混凝土連續(xù)剛構，頂板寬度9.8 m，底板寬度6m，中支點梁高5.5 m，邊支點及跨中梁高2.5m，梁底從距墩中心2 m處到距墩中心39m處按1.8次拋物線變化，頂板厚30 cm，底板厚度從距墩中心5 m處到距墩中心39 m處按1.8次拋物線變化，由30 cm變化至87.6 cm，0#塊底板厚度從距墩中心2 m處到距墩中心5.5 m處由150 cm線性變化為87.6 cm，腹板厚度為80 cm及45 cm。墩頂0#塊設一個厚400 cm的橫隔板、邊跨端部設厚200 cm的橫隔板及跨中設置50 cm的橫隔板外，其余部位均不設橫隔板。箱梁縱向預應力鋼束:縱向預應力鋼束設置了頂板束(T)、腹板束(W)，邊跨底板束(B)，中跨底板束(D)，邊跨頂板合龍束(S)及中跨頂板合龍束(M)六種，縱向預應力分別采用12φs15.2(對應于中跨頂板合龍束(M))，13φs15.2(對應于中跨底板束(D))(部分中跨底板束為 17φs15.2)和 17φs 15.2(對應于頂板束(T)、腹板束(W)，15φs15.2(邊跨底板束(B))，15φs15.2(邊跨頂板合龍束(S))，張拉控制應力1 339.2 MPa。箱梁豎向預應力及0#塊橫隔板橫向預應力采用PSB830(φ32)精軋螺紋鋼筋。主橋連續(xù)箱梁采用掛籃懸臂現(xiàn)澆法施工。各單“T”箱梁除0號塊外分為10對梁段，箱梁縱向分段長度為4×4m+6×3m。0#塊總長10.0 m，中跨、邊跨合龍段長度均為2.0 m。邊跨現(xiàn)澆段長度為4.9 m。懸臂現(xiàn)澆梁段最大重量為 120 t，掛籃自重及施工荷載按50 t考慮。

2 施工監(jiān)控主要方法

預應力混凝土連續(xù)剛構橋施工過程比較復雜，影響參數(shù)多。為了消除因設計參數(shù)取值的不確切所引起的施工中設計與實際的不一致性，在施工過程中應按照受力要求、線形要求、調控手段、預防四個原則通過設計參數(shù)識別、設計參數(shù)預測、優(yōu)化調整等方法實施實時監(jiān)控，對這些參數(shù)進行識別和預測。

3 施工監(jiān)控主要內容

3.1 現(xiàn)場實時測量

(1)主梁測量

大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構橋的主梁在主梁每一節(jié)段的施工過程中，對箱梁頂面的撓度進行觀測，并且在節(jié)段澆筑、預應力張拉及掛藍前移的前后都需觀測主梁撓度變化，為控制分析提供實測數(shù)據(jù)。線形監(jiān)測分為豎直面內的線形監(jiān)測與水平面內的線形監(jiān)測兩個部分，通過兩個面內的測量準確掌握橋跨的真實空間狀況，有效地控制橋跨的施工過程。

本橋為分階段澆筑結構，懸澆階段每個監(jiān)測斷面上布置兩個對稱的高程觀測點，不僅可以測量箱梁的撓度，同時可以觀測箱梁是否發(fā)生扭轉變形，標高測點用Φ16圓鋼，圓鋼筋頂部磨平，露出頂板2～3 cm，并用紅油漆作為標記。

墩頂用全站儀進行測量，主墩頂上下游各設1～2個測點，測點位置選在墩頂便于觀測的可靠位置處。

本橋橫向應力測點具體布置方法為:在中跨跨中截面頂、底板中軸線處各設置兩個鋼筋應力計，方向為橫向，共設置四個。全橋共布置鋼筋應力計:4個。由于橋墩高，對于縱向應力選定全橋的兩個“T”作為應力觀測對象，每個墩選擇墩底、墩中墩頂三個截面，每個截面布置4個，兩墩共24個。大橋箱梁的關鍵截面布置應力觀測點，在箱梁的根部、L/4、L/2共9個截面布置混凝土應力傳感器，每個截面布置6個，箱梁共54個縱向應力測點。

考慮到要適合長期觀察并能保證足夠的精度，該橋選用鋼弦式應力計和配套的頻率接收儀作為應力觀測儀器。該應力計的溫度誤差小、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強，比較適合于應力長期觀測。其主要性能指標如下:量程:0～40 MPa，分辨率 ＜0.2%FS，穩(wěn)定性:3 ～5 Hz(0.1～0.16 MPa)/3 個月。

混凝土應力計按預定的測試方向固定在主筋上，測試導線引至混凝土表面;鋼筋應力計通過連接鋼筋固定在受力主筋上。施工過程中注意對應力計和引出導線的保護。為了能讓應力傳感器長期發(fā)揮作用，在橋梁投入使用后繼續(xù)發(fā)揮作用，采集相關數(shù)據(jù)，將應力傳感器導線頭統(tǒng)一安置在鐵皮箱內，長期保護。根據(jù)應力測點的埋設，應用應力計便可測得實際施工狀態(tài)時箱梁內的應力，以此來對結構的安全進行監(jiān)測。并在各個塊件施工過程中的應實測頂、底板應力值中總結其變化規(guī)律。

日溫變化比較復雜，且易引起主梁頂?shù)装鍦囟炔?，使主梁產生撓曲。因此應在橋上布置測點，進行適當?shù)挠^測，摸清箱梁日照溫度的情況。考慮到各個“T”的溫度大致相同，故只選一個“T”的一個懸臂(定為1號墩懸臂)作為溫度測試對象。共設一個觀察截面，布置36個溫度測點。

(2)掛籃測量

采用附著式鋼弦應力傳感器及其配套的接收儀對掛籃主要構件進行應力測量，采用水準儀對掛籃變形進行測量。在掛籃的主要桿件上各布置2個應力測點，在掛籃的前吊點各布置1個撓度測點。

3.2 現(xiàn)場測試

(1)設計參數(shù)測量

結構設計時的參數(shù)一般是按規(guī)范值取用的，具體測定工作的進行應根據(jù)大橋所在的自然環(huán)境、所用材料情況、施工工藝及工序情況來加以測定，考慮到本橋的特點和目前的施工情況，進行彈性模量和混凝土容重的測定。

(2)錨下應力、孔道摩阻損失值測定

在進行鋼絞線張拉時，由于管道摩阻會造成拉應力不同程度的損失。本測試項目旨在定量地測定鋼絞線管道摩阻損失，以確定實際有效的預應力。采用電阻應變片和電阻應變儀進行測量。在實際施工過程中，考慮到其代表性，擬選擇1號墩兩鋼束的張拉過程進行測試。各選取其中的兩根，在錨下、L/4、L/2截面上布置測點。在預定的測點位置，將波紋管開孔，然后在鋼絞線上布置應變片，每個測點位置視操作空間的大小布置1～2個應變片。測試共布置應變測點24個。

3.3 測驗結果分析判斷系統(tǒng)

通過監(jiān)測結果可提出施工建議，確定合攏方案和橋面鋪裝標高。

(1)合龍方案的確定

大橋合龍時，主梁各懸臂端配重一般為1/2合攏段模板重+1/2合攏段混凝土自重，兩側主梁懸臂端豎向偏差和橫向偏差應滿足設計要求。配重應在合攏段勁性骨架焊接前施加，合攏施工時，合攏段兩側的應均勻同步卸載，并且模板不得過早拆除，在混凝土澆筑后須加強混凝土養(yǎng)生工作。

(2)橋面鋪裝標高的確定

橋面鋪裝標高的確定應根據(jù)合攏后主梁的實測線形和內力，保證95%以上的標高控制點位滿足鋪裝層設計厚度的要求，同時考慮到結構的后期受力狀況，按照最小二乘法的思想，對實測標高進行曲線擬和，以協(xié)助設計確定最優(yōu)的鋪裝標高。

4 結語

本文結合某工程實例探討懸臂澆筑預應力混凝土連續(xù)梁橋施工監(jiān)控的主要方法及內容。對施工狀態(tài)進行實時識別(監(jiān)測)、調整(糾偏)、預測關系到成橋合龍精度和施工線形與設計線形的吻合程度、橋梁的施工安全和最終使用壽命，做好施工過程中的監(jiān)測監(jiān)控工作是十分重要和必要的。該工程竣工后施工監(jiān)控工達到了預期的目標，使用性能良好，其施工監(jiān)控技術方法可供類似工程參考借鑒。

［1］ 李淑連.大型橋梁的施工監(jiān)控［J］.黑龍江交通科技，2011，(8):157.

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