高速铁路连续梁桥施工监控技术初探

王研，程海根

(华东交通大学，江西南昌330013)

我国正处于基础建设大发展阶段，铁路建设尤其是高速铁路建设发展迅猛，结合我国土地资源紧缺的基本国情，为了减少占用农田数量，提高列车运行速度，铁路建设中大量采用了桥梁的形式，其中现浇连续梁桥所占的比例较大，但是各工程现浇连续梁桥质量参差不齐，影响整体美观并增加了列车运行中的风险。为了标准化桥梁施工过程，使桥梁浇筑高质、美观、安全，很有必要请第三方单位进行桥梁的监控。本文通过对监控过程的详细描述使没有从事过桥梁监控工作的人员可以对桥梁监控有一个具体的认识。同时，对从事过桥梁监控的人员，通过对向莆铁路莆田段跨荔涵大道连续梁桥挂篮的施工监控为具体实例，分析了具体监控过程中的一些注意事项和容易疏忽的问题。从而引出现浇连续梁桥的挂篮施工监控要点、难点和关键技术，以期为今后同类型的工程提供技术支持和理论指导。

1 工程概况

向莆高速铁路是以客、货两用高速铁路干线，位于赣东南、闽西北和闽中地区，西起江西省南昌市向塘镇，经抚州市、福建三明，东至福建中部沿海地区的福州市和莆田市。线路西接杭长和京九通道，中连鹰厦铁路，东接沿海通道，是两省联系的重要通道，也是中国中西部地区通往福建省的快速铁路通道。铁路正线全长约603.623 km，设计时速为200 km/h，并预留约每小时300 km提速空间。

大桥跨越荔涵大道，位于福建省莆田市涵江区梧塘村。采用(64+100+64)m现浇连续梁施工。本次施工监控的目的在于对现浇连续梁桥的整个施工进度进行控制，使其能在正常有序的轨道上顺利的完成全部施工过程。

2 跨荔涵大道特大桥监控内容

在本次监控前期，运用了桥梁博士软件对全桥的内力及应变进行全真模拟验算，满足了设计及安全要求，使得监控人员在早期就对全桥的应力应变发展有了一个很充分的前瞻性，确保了监控工作的精度和准确度。

2.1 温度及应变监控

应变及温度测试计的布置如图1所示，在顶板处分别布置5个测点，底板布置3个测点(注:这里的编号为从小里程方向面向大里程方向从左往右依次排开)。

图1 测点布置

2.1.1 型号选择及布置位置

测试计分3.5 m、7 m和12 m三种型号，为避免浪费，在顶板上选用3.5 m和7 m的测试计，而在底板处应选择12 m的测试计。对于大跨度的连续梁桥，应变计需在0#块、梁的1/4处以及梁的1/2处分别布设。

2.1.2 时机的选择

绑扎应变温度计时一定要随时掌握施工进度，提前准备好器材和设备。由于施工进度不等人，一旦错过补救将相当麻烦。

当施工进行到绑扎底板钢筋时，为便于监控人员操作，应布置底板的6、7、8三个测点的温度应变计，因内模搭建起来后将给底板测点的布置带来相当大的困难。当绑扎顶板钢筋后和混凝土浇筑前进行顶板的1、2、3、4、5五个测点的应变温度计布置，一旦配合不好，混凝土浇筑最佳机会将错过。

2.1.3 注意事项

由于与施工单位缺乏沟通或者由于各种不可抗因素错失了最佳监控布设时机，则在浇筑1#块前可以将应变温度计布置在1#块与0#块的交界处进行补救。在测点的布置中，值得一提的是对称关系，应变计的布置必须在0#块的大里程方向和小里程方向同时布置，共16个。而温度计的布置则可以选择大里程或者小里程方向相对好布置的一面布设即可。在每块混凝土浇筑前后都要及时的读取各个布设位置的应变温度读数，与软件计算所得进行对比，观测其变化。一旦出现问题应及时向施工单位反映情况。

2.2 挂篮的监控

挂篮的监控主要是对标高的实时监控，通过对模板的观测可以得到由浇筑混凝土产生的挂篮变形，而通过钢筋头(施工单位在浇筑前预先焊接高出混凝土面约5 cm的钢筋)的标高变化则可以观测由于张拉钢筋产生的挂篮变形，从而达到对挂篮的监控效果。具体分为三个步骤:浇筑前、浇筑后、张拉后。

2.2.1 立模标高的确定

在新一块混凝土梁块施工前，首先应该由监控人员向施工方提供此混凝土块的立模标高。立模时，测定底模板最前端高程(达到立模标高允许误差范围)。读出模板高程为A，待浇完混凝土后放在同一位置测出来的标高读数B，A－B即为由于浇筑混凝土引起的挂篮沉降。同时在张拉前测出钢筋头的标高读数为C，张拉后为D，则C－D即为由张拉引起的混凝土标高变化。(A－B)+(C－D)即为整个施工过程下来的挂篮变形量。这样就为下一阶段的立模标高调整提供了依据。

具体计算:立模标高=设计标高+修正值+挂篮变形－顶板厚

其中，设计标高和顶板厚为已知量;挂篮变形即为(AB)+(C－D);修正值即预拱度，以抵消支架、模板拆除后梁体受自重及活载作用所产生的变形，从而保证梁体在充分变形后仍能保持线条平直流畅和外型美观。修正值为一经验值，目的为使实测标高在设计标高的上下波动，不至于一直小于或者一直大于设计标高，修正值的数值会随施工进度的进行而增大。

2.2.2 挂篮监控的具体过程

(1)浇筑前。浇筑前指的是一个新的混凝土块从模板的搭建到灌浆前的所有过程，具体包括立模、绑扎底板钢筋和绑扎顶板钢筋。

此阶段主要需要记录的数据为浇筑前模板的标高，用来与浇筑后的模板标高相比较以衡量由于混凝土的浇筑引起的挂篮变形。为得到最佳的数据，在钢筋绑扎完成后进行测量为佳。但是在钢筋绑扎完成后往往会因为钢筋网较为密集，尺子的水平放置有一定的困难，给测量工作带来不精确因素。因此，具体测量时机视施工进度、统筹时间等具体安排。

表1为线路51#墩1#块的实测记录数据表格(此表格最大限度地简化了监控中所需要的复杂计算，使人一目了然，水准点高程单位为m)。

水准点高程已知，具体施工到那号混凝土块，将具体数据填入表中得出实测标高待用。

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(2)浇筑后。浇筑后的主要测量任务有两个，一是在混凝土浇筑后模板拆除前测量模板标高用来监控由混凝土浇筑引起的挂篮变形;二是记录预埋的钢筋头的高程，用来监控由于钢筋的张拉引起的挂篮变形。此阶段监控过程中由于挂篮仍然在梁体边缘，对测量视线会有一定的影响，因此需要监控人员正确选择精密水准仪的架设地点及高度，避免移动三脚架。

表2、表3为相应的测量表格。

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(3)张拉后。张拉后是指混凝土浇筑完成，且张拉预应力筋完成，锚具固定后进行的监控。这个监控的主要目的是观测预应力筋的张拉是否使挂篮产生了变形。这个阶段也是一个混凝土块监控工作的结束。有了以上所有的数据即可以根据设计的设计标高和混凝土顶板厚度来求出下一个混凝土块的立模标高。

表4是监控张拉后的测量表格

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最后通过上面的数据得出最终混凝土面的实际标高，并与设计标高相比较。若符合变化区间则可以得出下一个混凝土块的立模标高，并将其一式三份交给施工单位和监理并自存一份即可以进行下一阶段的施工。如此重复以上步骤至施工结束即可完成整座大桥的监控工作。

3 实际监控中遇到的关键问题及解决方案

3.1 应变计温度计的损坏问题

监控工作中的应变温度的监控并不是一次性完成的工作，而是一个长期的延续性的工作。因此，应变计温度计的度数将贯穿整个施工过程，对它们的保护工作将至关重要。

莆田市地处福建省南部，离海边不到20 km，雨水极其充沛，除了绑扎钢筋时对应变温度计的损坏外，接头的锈蚀十分严重。结合以前监控工作中的经验，一改以前接头下垂至桥下的方法，将几个接头用扎丝绑在一起套上袋子倒绑于桥边的护栏上。让袋口朝下，以防止雨水的渗入，保证了接头的完好，大大提高了监控的准确性。

3.2 高度高，危险性大

本次监控的桥墩高达50 m，施工危险性大，监控难度也很高。在本次监控中，监控人员携带仪器设备攀爬高墩负重大带来了潜在的危险。因此，实测标高是水准点的高程加上(后视—前视)度数除以100得到。对于实测标高的精度要求是精确到毫米位，所以(后视—前视)读数精确到小数点后2位即可，这样便可以采用轻便的塔尺代替笨重的木尺，在不影响测量精度的情况下大大提高了监控的安全性。另外采用铝合金脚架的安全性也要高于木质脚架。

3.3 箱体深度大

箱体深度大给监控工作带来的难度使温度值难以准确推算。由于箱体深度大导致上下温度计的距离增大，很难得知测得的温度是否是最大最小值，使监控的准确性降低。具体的解决方法是按照线弹性曲线进行推算。由于本次监控人员具有较为丰富的监控经验从而保证了监控的准确性。

4 结论

桥梁施工中的监控是一项长期、繁琐的现场工作，现场监测的数据的准确性对整座桥的施工进度和整体线形和应力变化至关重要。整个监控过程中由于跟随施工进度的实时性，使得桥梁的施工安全、稳定、合理。并通过精确的现场数据及时纠正施工中出现的问题，最大限度的使施工同设计相吻合。通过阅读本篇论文可以详细的了解到桥梁监控的全过程，对以后的类似工程提供了理论依据。

［1］张海龙．桥梁的结构分析程序设计施工监控［M］．北京:中国建筑工业出版社，2003

［2］顾安邦，张永水．桥梁施工监测与控制［M］．北京:机械工业出版社，2005

［3］张世辉，李亚东．大跨度连续钢构桥悬臂施工阶段应力测试分析［J］．四川建筑，2007(4)

［4］郝志强．主跨145m钢构—连续组合体系桥梁施工监控［J］．山西交通科技，2006(3)