悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥施工监控技术

何文斌

(广东省长大公路工程有限公司)

1 工程概况

该桥桥轴线走向顺直平顺，处于平坡段，位于顺线路方向两侧隧道出洞口之间。结构形式为预应力混凝土连续刚构桥，主梁采用挂篮悬浇的方式进行施工，能适应地形复杂的恶劣条件。该桥起始里程为K9+136.454，终点里程为K9+313.294，桥梁全长为176.84 m。该桥主梁采用46 m+80 m+46 m预应力混凝土连续刚构，顶板宽度9.8 m，底板宽度6m，中支点梁高5.5 m，边支点及跨中梁高2.5m，梁底从距墩中心2 m处到距墩中心39m处按1.8次抛物线变化，顶板厚30 cm，底板厚度从距墩中心5 m处到距墩中心39 m处按1.8次抛物线变化，由30 cm变化至87.6 cm，0#块底板厚度从距墩中心2 m处到距墩中心5.5 m处由150 cm线性变化为87.6 cm，腹板厚度为80 cm及45 cm。墩顶0#块设一个厚400 cm的横隔板、边跨端部设厚200 cm的横隔板及跨中设置50 cm的横隔板外，其余部位均不设横隔板。箱梁纵向预应力钢束:纵向预应力钢束设置了顶板束(T)、腹板束(W)，边跨底板束(B)，中跨底板束(D)，边跨顶板合龙束(S)及中跨顶板合龙束(M)六种，纵向预应力分别采用12φs15.2(对应于中跨顶板合龙束(M))，13φs15.2(对应于中跨底板束(D))(部分中跨底板束为 17φs15.2)和 17φs 15.2(对应于顶板束(T)、腹板束(W)，15φs15.2(边跨底板束(B))，15φs15.2(边跨顶板合龙束(S))，张拉控制应力1 339.2 MPa。箱梁竖向预应力及0#块横隔板横向预应力采用PSB830(φ32)精轧螺纹钢筋。主桥连续箱梁采用挂篮悬臂现浇法施工。各单“T”箱梁除0号块外分为10对梁段，箱梁纵向分段长度为4×4m+6×3m。0#块总长10.0 m，中跨、边跨合龙段长度均为2.0 m。边跨现浇段长度为4.9 m。悬臂现浇梁段最大重量为 120 t，挂篮自重及施工荷载按50 t考虑。

2 施工监控主要方法

预应力混凝土连续刚构桥施工过程比较复杂，影响参数多。为了消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性，在施工过程中应按照受力要求、线形要求、调控手段、预防四个原则通过设计参数识别、设计参数预测、优化调整等方法实施实时监控，对这些参数进行识别和预测。

3 施工监控主要内容

3.1 现场实时测量

(1)主梁测量

大跨径预应力混凝土连续刚构桥的主梁在主梁每一节段的施工过程中，对箱梁顶面的挠度进行观测，并且在节段浇筑、预应力张拉及挂蓝前移的前后都需观测主梁挠度变化，为控制分析提供实测数据。线形监测分为竖直面内的线形监测与水平面内的线形监测两个部分，通过两个面内的测量准确掌握桥跨的真实空间状况，有效地控制桥跨的施工过程。

本桥为分阶段浇筑结构，悬浇阶段每个监测断面上布置两个对称的高程观测点，不仅可以测量箱梁的挠度，同时可以观测箱梁是否发生扭转变形，标高测点用Φ16圆钢，圆钢筋顶部磨平，露出顶板2～3 cm，并用红油漆作为标记。

墩顶用全站仪进行测量，主墩顶上下游各设1～2个测点，测点位置选在墩顶便于观测的可靠位置处。

本桥横向应力测点具体布置方法为:在中跨跨中截面顶、底板中轴线处各设置两个钢筋应力计，方向为横向，共设置四个。全桥共布置钢筋应力计:4个。由于桥墩高，对于纵向应力选定全桥的两个“T”作为应力观测对象，每个墩选择墩底、墩中墩顶三个截面，每个截面布置4个，两墩共24个。大桥箱梁的关键截面布置应力观测点，在箱梁的根部、L/4、L/2共9个截面布置混凝土应力传感器，每个截面布置6个，箱梁共54个纵向应力测点。

考虑到要适合长期观察并能保证足够的精度，该桥选用钢弦式应力计和配套的频率接收仪作为应力观测仪器。该应力计的温度误差小、性能稳定、抗干扰能力强，比较适合于应力长期观测。其主要性能指标如下:量程:0～40 MPa，分辨率 ＜0.2%FS，稳定性:3 ～5 Hz(0.1～0.16 MPa)/3 个月。

混凝土应力计按预定的测试方向固定在主筋上，测试导线引至混凝土表面;钢筋应力计通过连接钢筋固定在受力主筋上。施工过程中注意对应力计和引出导线的保护。为了能让应力传感器长期发挥作用，在桥梁投入使用后继续发挥作用，采集相关数据，将应力传感器导线头统一安置在铁皮箱内，长期保护。根据应力测点的埋设，应用应力计便可测得实际施工状态时箱梁内的应力，以此来对结构的安全进行监测。并在各个块件施工过程中的应实测顶、底板应力值中总结其变化规律。

日温变化比较复杂，且易引起主梁顶底板温度差，使主梁产生挠曲。因此应在桥上布置测点，进行适当的观测，摸清箱梁日照温度的情况。考虑到各个“T”的温度大致相同，故只选一个“T”的一个悬臂(定为1号墩悬臂)作为温度测试对象。共设一个观察截面，布置36个温度测点。

(2)挂篮测量

采用附着式钢弦应力传感器及其配套的接收仪对挂篮主要构件进行应力测量，采用水准仪对挂篮变形进行测量。在挂篮的主要杆件上各布置2个应力测点，在挂篮的前吊点各布置1个挠度测点。

3.2 现场测试

(1)设计参数测量

结构设计时的参数一般是按规范值取用的，具体测定工作的进行应根据大桥所在的自然环境、所用材料情况、施工工艺及工序情况来加以测定，考虑到本桥的特点和目前的施工情况，进行弹性模量和混凝土容重的测定。

(2)锚下应力、孔道摩阻损失值测定

在进行钢绞线张拉时，由于管道摩阻会造成拉应力不同程度的损失。本测试项目旨在定量地测定钢绞线管道摩阻损失，以确定实际有效的预应力。采用电阻应变片和电阻应变仪进行测量。在实际施工过程中，考虑到其代表性，拟选择1号墩两钢束的张拉过程进行测试。各选取其中的两根，在锚下、L/4、L/2截面上布置测点。在预定的测点位置，将波纹管开孔，然后在钢绞线上布置应变片，每个测点位置视操作空间的大小布置1～2个应变片。测试共布置应变测点24个。

3.3 测验结果分析判断系统

通过监测结果可提出施工建议，确定合拢方案和桥面铺装标高。

(1)合龙方案的确定

大桥合龙时，主梁各悬臂端配重一般为1/2合拢段模板重+1/2合拢段混凝土自重，两侧主梁悬臂端竖向偏差和横向偏差应满足设计要求。配重应在合拢段劲性骨架焊接前施加，合拢施工时，合拢段两侧的应均匀同步卸载，并且模板不得过早拆除，在混凝土浇筑后须加强混凝土养生工作。

(2)桥面铺装标高的确定

桥面铺装标高的确定应根据合拢后主梁的实测线形和内力，保证95%以上的标高控制点位满足铺装层设计厚度的要求，同时考虑到结构的后期受力状况，按照最小二乘法的思想，对实测标高进行曲线拟和，以协助设计确定最优的铺装标高。

4 结语

本文结合某工程实例探讨悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥施工监控的主要方法及内容。对施工状态进行实时识别(监测)、调整(纠偏)、预测关系到成桥合龙精度和施工线形与设计线形的吻合程度、桥梁的施工安全和最终使用寿命，做好施工过程中的监测监控工作是十分重要和必要的。该工程竣工后施工监控工达到了预期的目标，使用性能良好，其施工监控技术方法可供类似工程参考借鉴。

［1］ 李淑连.大型桥梁的施工监控［J］.黑龙江交通科技，2011，(8):157.

［2］ 赵会强.大跨度预应力混凝土桥梁施工监测监控技术的探讨［J］.工程建设与设计，2011，(5):164-170.

［3］ 赵龙江.大跨度预应力混凝土连续梁桥的施工控制［J］.铁道建筑，2001，(9):24-26.

［4］ 陈明山.大跨度连续梁桥悬臂施工线形控制实施方案［J］.工程与建设，2011，25(4):540-542.