某预应力连续梁桥施工监测

邓勇

(大连交通大学 基建处，辽宁大连 116028)*

某预应力连续梁桥施工监测

邓勇

(大连交通大学 基建处，辽宁大连 116028)*

对某连续梁桥施工过程进行监控研究，保证施工过程中线形和应力在安全可靠的范围内.主要采用电子水准仪水准测量方法对梁体标高进行测量，在施工作业过程中测量连续梁的应力时采用任丘市新北仪器厂生产的XB-160型振弦式混凝土应变计和配套的XB-180型振弦读数仪.监测结果表明:梁体实测标高与计算标高偏差最大为+15 mm，符合规范要求.梁体应力也在混凝土强度范围内，未出现张拉偏心、不均等不良影响.可以作为同类工程施工监测参考.

连续梁桥;施工监测;标高;应力

0 引言

大跨度桥梁在建设和使用过程中的安全性、长久性和功能性等问题逐渐成为土木工程人员和普通大众关注的焦点［1-2］.在预应力混凝土连续梁桥的众多施工方法中应用最为广泛的是自架设体系施工方法(包括悬臂浇筑法和悬臂拼装法)，但是该法在施工过程中桥梁结构的内力和位移较为复杂多变［3-4］.虽然我国桥梁建设事业取得了傲人的成绩，但是桥梁安全事故也时有发生.为防范大型桥梁安全事故，避免不必要的生命财产损失，土木工程专业人士找到了一种有效的方法—桥梁施工控制，其重要性和优越性已日渐显露［5］.为保证在各个施工阶段主梁应力和变形误差处于安全可控范围内，在整个作业过程中对梁体实施量测和控制已不可或缺［6-7］.本文对某预应力连续梁桥施工监测，可以作为同类工程施工监测参考.

1 工程背景

某预应力连续箱梁大桥位于山东境内的黄河段上，其主桥梁体上部结构如图1所示，主桥下部桥墩采用空心矩形墩，基础为承台、钻孔灌注桩基础.计算跨度为(48+80+48)m，边支座中心线至梁端0.75 m，梁全长177.5 m，梁底下缘线按二次抛物线变化.桥墩处零号块采用落地支架浇筑，其它部位采用挂篮悬臂浇筑，梁体采用C50混凝土.

图1 某预应力连续梁桥主桥上部结构

2 监测方案

2.1 高程(挠度)控制

对于挂篮悬臂浇筑施工的桥梁，在每个块件施工前给出立模标高，控制主梁线形，以保证分块悬臂浇注的主梁线形平顺，并确保主梁成桥标高与设计文件规定的成桥标高之间的误差在+15～－5 mm.对于落地支架现浇部分的桥梁，将根据主梁的浇筑方案、主梁预应力的张拉顺序以及支架结构的具体情况给出模板标高，以保证梁顶高程符合设计高程.

高程测量在控制连续梁线形中发挥了最主要的作用，高程测量截面设置在各施工梁段端部内侧处，为了在观测连续梁高程的同时观测其是否发生扭转变形，以连续梁纵向中轴线为对称轴在每个测量截面上对称布置两个标高测点，示意图如图2.

每个梁段顶板钢筋绑扎完毕后，用Φ16 mm钢筋焊在顶板顶层钢筋上，浇完混凝土后露出2～3 cm为宜，并做好记号.标高测点埋设应牢固可靠，尽量靠近腹板，不妨碍施工及挂篮的行走、固定等，易于保护.测点离梁段端部10 cm.

太阳辐射对梁体挠度有很大的影响，所以应尽量在早晨太阳出来之前测量连续梁标高.整个监测阶段标高测量时间点为:浇筑混凝土前;浇筑混凝土后;张拉预应力后;合龙边跨前后;合龙中跨前后.

图2 断面标高测点

图3 应变计布置示意图

2.2 结构应力控制

本工程采用任丘市新北仪器厂生产的XB-160型振弦式混凝土应变计和配套的XB-180型振弦读数仪测量施工过程中梁体应力，此应变计具有高精度(＜1 με)、大量程(1 200 με)、温度误差小、性能稳定等优点.

连续梁应力测试截面布置在支座附近、L/4、L/2等关键截面，共11个截面.各截面混凝土应变计的埋设位置如图3所示，布置4根混凝土应变计，并使传感器固定在顶板顶层钢筋网的下侧和底板底层钢筋网的上侧，实际布设时可根据现场情况作适当的调整.

混凝土应变计中的钢弦在周围混凝土变形下而变形(即伸长或缩短)，其自振频率也随之变大或变小.用读数仪测量应变计的自振频率再计算出应变值，由应变换算得到相同位置混凝土的应力值 σc=Ec·εg，式中，σc为连续梁某点的应力;Ec为连续梁所用混凝土的跟标号有关的弹模;εg为混凝土应变计的应变.

太阳辐射引起的不均匀温差对梁体应力影响很大，所以应在早晨太阳出来之前测量梁体应力，在整个监测阶段中主要观测阶段有:①浇筑后混凝土;②张拉预应力前;③张拉预应力后;④合龙边(中)跨前、后.

3 数据分析

3.1 线形监测

成桥后的梁体标高与设计标高的偏差应符合铁建设［2005］160号《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》规定:连续梁顶面高程差控制在－5 mm和+15 mm之间，合龙高程差不大于15 mm.这是线形监测的目标所在.

部分测点(桥梁中心线测点)实测数据及偏差见图4，其中图4中“距离”为主梁北端起向南的相对距离.

图4 实测线形与设计线形偏差

从桥面线形实测结果可以看出，其中跨中标高偏高，最大偏差为+15.0 mm，边跨标高偏低，最大偏差为－2.9 mm，《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》中的要求已满足，梁段顶面高程差控制在－5 mm和+15 mm之间，有利于抵制后期混凝土收缩徐变等带来的跨中下挠的情况，满足设计要求.

3.2 应力监测

在整个施工监控中另一个扮演着重要角色的是连续梁的应力监测，连续梁的应力大小对其自身内力和变形有着决定性作用，所以其值大小不应该超出合适的控制范围.附表给出了部分测点在中跨合龙后的应力值(表中“左”“右”为面向南端时的左右).

附表 部分测试断面应力值单位 MPa

排除了应变计的固定位置偏差、梁体混凝土收缩徐变、大气条件等因素的作用后，从表2的数据可以看出，各测点应力值大小在安全可控范围内，左右相差不大，可以认为一致，未出现偏拉等不安全状况，达到监控之目的.

4 结论

本文针对某预应力连续梁桥进行施工监控研究，监测结果表明:

(1)标高实测值与计算值最大正偏差为+15 mm，最大负偏差为－2.9 mm，符合《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》要求，梁段顶面高程差控制在－5 mm和+15 mm之间;

(2)梁体拉、压应力值正常，无张拉不均、偏心等不利情况，最大拉应力为1.63 MPa，最大压应力为－7.88 MPa，未超出混凝土的抗拉和抗压强度允许值要求，在可控安全范围内;

(3)主梁施工阶段监测结果较为理想，建议在后续铺轨施工阶段能继续严格实施安全监控措施，保证桥梁工程的质量和安全.

［1］陈树礼，苏木标，张文学.混凝土连续梁桥施工阶段应力监测研究［J］.石家庄铁道学院学报，2004，17(3):38-42.

［2］邱式中.桥梁施工控制技术［J］.预应力技术，2008(5):33-40.

［3］朱春龙.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术［J］.城市建设理论研究，2012，22(3):33-35.

［4］甘雨.大跨桥梁施工监测应力误差分析［J］.中国水运，2007，5(1):89-90.

［5］韩红春.大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工控制研究与实践［D］.成都，西南交通大学，2007.

［6］徐远明.大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工控制［D］.长沙，长沙理工大学，2008.

［7］陈亮.预应力连续箱梁桥上部结构设计、施工与有限元模拟［D］.长春，吉林大学，2010.

B

1673-9590(2014)03-0115-03

10.13291/j.cnki.djdxac.2014.03.027

2013-10-20

邓勇(1977－)，男，工程师，学士，主要从事建筑工程和桥梁与隧道工程结构的研究

E-mail:dengyong1@163.com.

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