高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)測技術(shù)

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1 工程概況

某高速公路L14標段賀坪峽大橋三向預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁剛構(gòu)橋，其左幅跨徑為(80+150+80)m，橋梁有著直線段的平面位置，頂面的橫坡值控制在2%左右。主梁類型為單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，箱梁高度和底板厚度均依據(jù)二次拋物線變化趨勢。賀坪峽大橋的左右幅0#塊一共有4個，左幅長14 m，高9.2 m，頂板寬14.13 m，底部寬7.5 m，翼緣懸臂長3.315 m，混凝土澆筑量控制在596 m3，設(shè)計的自重值為16 287 kN；右幅長12 m，高8.5 m，頂板寬14.13 m，底部寬7.5 m，翼緣懸臂長3.315 m，混凝土澆筑量控制在466.23 m3，設(shè)計的自重值為12 728 kN；主橋下部左邊結(jié)構(gòu)1高40 m， 結(jié)構(gòu)2高32 m，肢間凈距為7 m；右邊結(jié)構(gòu)1高37 m， 結(jié)構(gòu)2高40 m，肢間凈距4.4 m。

2 高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋施工線形監(jiān)測

2.1 高程測點布置

0#塊有著較大的體積，縱橋向長度為14 m，為了控制好精確度，在1個0#塊的頂板進行了9個高程測點的布置，1個懸澆段進行了3個高程觀測點的設(shè)置，如圖1、圖2所示。

2.2 高程觀測時間與內(nèi)容

圖1 0 #塊高程測點布置示意

圖2 懸澆段高程測點布置示意

考慮到溫度的因素，將測量時間控制在溫度較為恒定的時間里（每天22∶00～次日07∶00），并結(jié)合其他的天氣影響因素進行了相應(yīng)的修正。在重要的施工階段里諸如立模等，要進行標高測量，從而動態(tài)關(guān)注觀測點撓度及橋梁線形的相應(yīng)情況，最終使箱梁懸臂端的合龍精度得以保證，也實現(xiàn)橋面線形平順的目標[1-5]。

2.3 線形監(jiān)測結(jié)果及誤差分析

經(jīng)過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，各地段張拉后的實際和理論標高存在一些差距，但都在可控范圍。這些誤差不僅有施工質(zhì)量因素，也有測量人員因素，另外，還存在儀器和天氣因素。

經(jīng)過分析，偏差主要存在如下幾個方面：

1）立模時的偏差。在混凝土進行澆筑前，因為人工測量，可能會使實際測量值和提供的理論值存在一些偏差。

2）進行掛籃變形的誤差。掛籃后支點是由人工通過4根精軋螺紋鋼順著橋在箱梁上進行錨固的，因而會存在不同的錨固松緊度，如此就會使得錨固鋼筋伸長量和提供的理論值存有偏差，伴隨著施工進度的推進，掛籃在長久的荷載作用下會降低模板剛度，如此也會增大模板的變形。

3）一些臨時物品在橋面的堆積也會影響橋梁的標高。

4）在預(yù)應(yīng)力張拉時，因為千斤頂控制不能穩(wěn)定，使得鋼束張拉變形值不能穩(wěn)定，如此也會影響到標高。

5）因為外界因素而引起的測量誤差。

6）在混凝土收面的時候，因為施工作業(yè)者技術(shù)問題而引起的標高誤差。

3 高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋施工應(yīng)力監(jiān)測

3.1 應(yīng)力測點布置

在進行懸臂澆筑時，懸臂根部是主梁斷面的最為不利位置，應(yīng)該重點引起注意[6,7]。主橋箱梁的應(yīng)力監(jiān)測截面和截面測點面布置如圖3、圖4所示。

圖3 主梁應(yīng)力監(jiān)測截面布置示意

圖4 主梁截面應(yīng)力測點布置示意

3.2 應(yīng)力測量時應(yīng)注意的問題

1）選取彈性模量應(yīng)該注意的問題：當依據(jù)測到的應(yīng)變來進行應(yīng)力的計算時，應(yīng)該結(jié)合應(yīng)變計在節(jié)段混凝土的實際齡期情況，依據(jù)相關(guān)標準來確定彈性模量，從而對實際的情況進行相應(yīng)的模擬。

2）利用絕對和相對應(yīng)力兩類方式和提供的理論值進行相應(yīng)的對比。絕對應(yīng)力指的是在每個工況情況下讀取的應(yīng)力，實測應(yīng)力要和理論應(yīng)力進行比較。相對應(yīng)力是相鄰的2個工況測取到的應(yīng)力差別值，要和理論應(yīng)力的變化值進行對比。如存在明顯的偏差，則要進行相應(yīng)的復(fù)測。

3）選取應(yīng)變計初始值：應(yīng)變計埋設(shè)后要進行混凝土的澆筑和相應(yīng)的養(yǎng)護，這2個過程都會使其讀數(shù)產(chǎn)生較大的變化，所以，應(yīng)該結(jié)合以往讀數(shù)心得，取澆筑完10 d之后的應(yīng)變計讀數(shù)值作為初始值。

4）盡力控制溫度因素引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化。進行應(yīng)力測量的時候，要選擇溫度穩(wěn)定的時間段進行測量，可以選擇太陽升起之前或者太陽落山之后，使測取的應(yīng)力值能夠抵消因溫度因素造成的應(yīng)力影響。

3.3 應(yīng)力監(jiān)測結(jié)果及誤差分析

經(jīng)過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，實際的應(yīng)力測試值大于之前提供的理論值，經(jīng)過分析，我們發(fā)現(xiàn)主要存在如下幾個原因：

1）實測數(shù)值不僅包括了齡期變化后伴隨的混凝土彈性模量影響，也伴隨著施工載荷以及溫度因素的影響，另外，鋼弦式應(yīng)力計很容易受到溫度的影響，所以實測的結(jié)果相對較大。

2）預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉采用雙向控制方式，即應(yīng)力和伸長量。當預(yù)應(yīng)力鋼絞線的變形沒有達到設(shè)計標準時，就會存在超拉張，但理論上并沒有考慮超拉張，所以，偏大的實測值可能就是包括了超拉張的應(yīng)力。

3）混凝土的收縮徐變會使截面內(nèi)部伴隨內(nèi)力重分布的情況，在徐變的時候，混凝土有著較小的壓應(yīng)力，但普通鋼筋有著較大的壓應(yīng)力，而相關(guān)的分析軟件考慮不到這種情況。實測發(fā)現(xiàn)，在進行懸臂澆筑時，主梁根部一直處于受壓狀態(tài)，其壓應(yīng)力小于C50混凝土的極限壓應(yīng)力，但大于模型的理論值，這就說明梁體根部有著較大的負彎矩，結(jié)構(gòu)受力較為安全并具備相應(yīng)的安全儲備[8-10]。