三跨下承式连续钢桁架拱桥监控方案

王 豪

长安大学（71006 4）

1 工程背景

浙江省湖州市长兴县中央大道杭宁高速跨线桥为40.7+100+40.7 m三跨连续钢桁拱桥，钢梁全长181.4 m，两侧边跨为平弦桁梁，中跨为刚性拱柔性梁的钢桁拱桥，边跨主桁桁式采用有竖杆的三角形桁式，主桁桁高9.5 m，桁宽36.3 m，节间长度5 m。以改善结构受力条件，同时与钢桁拱拱肋下弦匀顺过渡连为一体，中跨钢桁拱桥拱肋采用变高度N形桁架,中间支点处桁高17.2 m（包括加劲腿高度）,跨中拱肋桁高3 m,拱顶至桥面高度20 m,矢高27.5 m（拱肋桁架中心距），矢跨比3.64，拱肋桁架上下弦拱轴线分别采用不同的圆曲线，上弦拱轴线与边跨平弦轴线采用圆曲线匀顺过渡，两拱脚之间设钢系杆，以承受拱肋产生的巨大水平力。拱肋与系杆之间采用吊杆连接，吊杆最大长度20 m。

2 施工监控的目的、原则、方法及内容

2.1 施工监控目的

大跨度钢桁架桥设计与施工高度耦合，所采用的施工方法、材料性能、安装程序、安装标高等都直接影响成桥的线形与受力。而施工中的实际参数值与理论值总会存在差异，现场施工荷载也是不断变化的，这将使施工过程中结构的内力和位移偏离理论计算值，如这种偏离累计到一定程度而不及时加以调整修正，则难以完成下一步的安装及合理的成桥状态。因此必须在施工中采集所需的数据，对临时支墩墩顶标高、主桁内力、中横梁屈曲稳定给予监控，以确保主桥在施工过程中变形、受力、稳定性始终处于安全范围内，且成桥线形和受力状态接近设计期望。

2.2 施工控制原则

钢桁架连续梁桥的施工控制包括三个方面，即应力控制、线形控制、稳定性控制。

2.2.1 线形控制要求

线形主要是指钢桁架线形和桥面线形。成桥后钢桁架线形（控制点的平面坐标和标高）和桥面标高要满足设计要求。为此，需要精确计算主桁安装时临时支墩墩顶标高并对已安装部分的标高进行监测和调整。

2.2.2 应力控制要求

应力控制要求施工过程结构安全、成桥后应力达到设计要求。主桁落架前，全桥钢桁架杆件都置于临时支墩上，未承受较大的自重荷载，主桁架杆件的应力均能控制在容许应力范围之内。落架时应力发生剧烈变化，此阶段是应力监测的重点。

2.2.3 稳定性控制要求

有些构件稳定性最差的时候是在施工过程中，比如中横梁在施工拼装过程中，未与桥面板焊接成一体，截面为倒T形，在临时荷载作用下，构件受压区域极易发生屈曲失稳。施工过程中需对这些构件进行应力监测，防止发生局部失稳。

2.3 施工过程结构变位、应力、应变及温度监测

本桥施工采用支架安装施工法。施工阶段监测项目:

①临时支墩高程监测。已安装桁架下方临时支墩产生变位，可导致桁架内力变化和后续桁架安装产生误差。若发现临时支墩变位，应计算其对桁架内力产生的影响及对后续桁架安装的影响，必要时应及时调整临时支墩墩顶标高。

②中横梁屈曲变形监测。中横梁在施工拼装过程中，未与桥面板焊接成一体，截面为倒T形，在临时荷载作用下,构件受压区域极易发生屈曲失稳。施工过程中需对这些构件进行应力监测，防止发生局部失稳。

③杆件应力应变测试。主桁落架前，钢桁架杆件的应力都较小，主桁架杆件的应力均能控制在容许应力范围之内。全桥的落架过程是一个体系转换的过程，由多支点的连续梁体系转换到三跨连续梁体系，使全桥的重量全部落在支座上。落架过程中主桁应力变化剧烈，一定要控制好落梁过程中应力变化。

由于实际施工中受结构自重，施工荷载等复杂因素的影响,可能还需要根据结构的实际状况，对某些截面进行适当的调整。

2.4 预告主桁下一阶段安装标高

在对设计参数误差分析和识别的基础上，通过仿真计算，预告主桁下一阶段安装标高。这是监控工作的直接体现。

3 结语

介绍了三跨连续钢桁拱桥监控方法及监控内容，重点强调线形控制、应力控制和稳定性控制的重要性。监控工作在此类桥型的施工过程中占据重要地位，直接关系桥梁的施工质量。在此希望介绍的监控方法及监控内容对同类型桥梁的监控工作具有参考和借鉴的意义。

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