公路连续梁桥上跨铁路顶升监测与分析研究

■梁战喜 ■中铁一局集团第五工程有限公司，陕西 宝鸡 721000

桥梁顶升过程是一个动态过程，随着上部结构的提升，连续梁的纵向偏差、梁缝宽度等会发生较大变化，连续梁支承点的相对变化对连续梁受力状态将会产生影响。为此要设置一整套监测系统，以便将姿态数据反馈给施工加载过程。及时、主动地采取措施降低或消除不利因素的影响，以确保结构的安全。

本文以上跨蓝烟铁路(23 +35 +23)m 公路预应力连续箱梁为施工背景，对同步顶升调坡监测技术进行了探讨。

1 监测内容

1.1 几何变形监测

本桥施工几何变形监测的内容包括:桥台沉降监测、桥面标高监测、桥面及下部结构纵横向位移监测。监测点的数目及布设具体位置确定考虑了:通过计算确定的最不利位置;力求布置对称，以增加结果的可比性，便于分析两个方面。

1.2 应力监测

由于顶升过程中线路通行，本次应力监测点选取了典型断面的特征点进行监测。判断梁体顶升过程中内力变化

2 监测控制网建设

在几何变形监测中，测量控制网布设是比较关键的，即布设为一个高程控制网，一个水平面控制网，两者布设同时进行，并统一联测平差。

2.1 高程控制网设置

工程施工前在施工区影响范围两侧50 米外稳定区域上各设置二个垂直位移监测基准点，且两点间距大于20 米，采用独立高程系，桥面沉降监测点和桥下沉降监测点分别组网。控制网测量按照二等水准测量规范要求执行，外业观测使用Leica DNA03 电子水准仪和等精度的光学水准仪。

沉降基准网外业测设完成后，对外业记录进行检查，严格控制各水准环闭合差，各项参数合格后方可进行内业平差计算。内业计算高程成果取位至0.01mm。

2.2 水平控制网设置

在桥面顶升区外稳定的位置设置3 个基准点，平面基准点采用强制归心标。

采用独立平面左手坐标系，平行于桥面的莱西方向为X 轴方向。四测回测量控制点间角度、距离关系，经内业平差计算出各个控制点坐标，建立平面位移监测基准网。

3 主要监测部位及要求

3.1 桥梁沉降观测

在桥墩的承台上埋设两个沉降观测点。

3.2 桥面标高观测

观测点布置立面如下，布置每个墩柱中心线与内侧防撞墙内边线交叉点的桥面上，每个桥墩位置设置一个观测点，观测点利用沉降观测钉钉在现有桥面上，也可作为顶升完成后的验收点。

3.3 箱梁横向位移监测

在每个桥墩或桥台上沿横向安装一只百分表，在箱梁底部安装一根垂直测杆，测杆垂直偏差不大于2mm，顶升前记取百分表的初值，每一个行程结束记录一次数据，算出该位置横向偏移量。

3.4 梁体应力监测

在三跨连续梁的边跨跨中、中跨跨中及反弯点处桥面布置振弦式表面应变计，监测顶升过程中梁体应力变化情况。为防止出现某种应变计判断异常，本次监测在振弦应变计旁边布设了表面应变片进行测试状态中应变校核。5 断面共计30 支应变计，见图1。

图1 应变计安装示意图

4 顶升工况

根据顶升设计要求结合现场实际情况，梁体顶升主要时间节点如下:

表1 顶升主要时间节点一览表

5 数据分析

5.1 桥台沉降分析

在整个顶升过程中桥台发生累计1～2mm 左右的沉降，无较大突变，小于5mm 报警值。在顶升实施过程中承台横向未发生较大的横向差异波动，说明钢支撑牢固稳定、受力均匀。顶升过程在监测系统帮助下较平稳可靠。

5.2 桥面变形分析

由于该桥为斜交桥梁，调坡旋转式保证中轴线在其投影面内旋转，这样每测点的旋转值不同。沿着里程增大方向从0 号台、1 号墩、跨中截面、2 号墩、3 号台处斜截面两侧实际顶升累计变化量见下表2。

表2 顶升各工况数据一览表

通过以上工况0 到工况7 分析可得出以下几点:

(1)每种工况下，各点顶升量协调一致，相邻点、及间隔点位与设计值偏差都在预定控制指标内。由此可以看出PLC 系统与监测系统结合发挥了较明显的作用。

(2)从工况7 可以判断虽然最终值与设计值有一定偏差，但偏差较小，基本达到了设计目标值。最终顶升到位后梁体处在较好的姿态。

(3)顶升过程中也发现一些不足:虽然上升作业在多个监测系统控制下可以达到精确定位，但每次梁体回落时，由于各支撑接触面间间隙的累积，导致梁体落实后出现一些误差。此误差在允许范围内。

5.3 应力监测

各监测点几天内的应变变化趋势比较平缓，突变较少，说明整个顶升过程相对比较平稳可靠，与变形监测结果相印证。虽然历时曲线趋势平缓，但前面几个工况中存在一些小波动，且变化量较小。

6 结语

桥梁顶升过程中的变形和应力实时监测是一个复杂的过程，首先对桥梁顶升过程中的受力情况进行定性分析，宏观上把握关键部位的受力变化规律和桥梁变形可能存在的变化趋势，制定切实可行的监测方案。通过本桥的应用说明本次监测方法合理可靠，对本桥的安全顶升起到了很好的保障作用。

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