谈大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监控

龚振球

(上海同济建设工程质量检测站，上海　200092)

谈大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监控

龚振球

(上海同济建设工程质量检测站，上海200092)

摘要:介绍了大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监控的目的，从方案编制、结构计算、监控步骤、监控原则等方面，阐述了该类型桥梁施工监控的工作内容及注意事项，为桥梁的顺利施工提供了条件。

关键词:连续刚构桥，施工监控，挂篮，合龙段

1　概述

随着我国高速公路等基础设施建设逐渐往中西部方向扩展延伸，线路经常需要桥梁来跨越山涧河谷。连续刚构桥以其良好的跨越能力、施工方法的简便性、工程造价的经济性等优点，在上述地区使用较多。但桥梁在施工过程中，由于受到施工临时荷载、预应力张拉准确性、混凝土的收缩徐变、环境温湿度等因素的影响，结构的受力、变形状态往往与事先估计的有所差别，严重时可能会导致桥梁合龙高差过大、结构线形不平顺，甚至威胁桥梁结构的安全。

为实现对大桥施工期间的线形、应力等内容进行有效的控制和合理的调整，施工监控根据施工全过程实际发生的各项影响桥梁应力、变形的参数，结合施工过程中测得的各阶段应力与变形数据，及时分析各施工阶段中实测数据与设计预测值的差异并找出原因，提出修正对策，以协助施工单位安全、优质、高效的进行施工，并确保全桥建成后的内力状态、线形状态达到预定的监控目标要求。

2　施工监控的过程

2.1方案编制

施工监控方案是指导整个施工监控工作的纲领。施工监控方案应具有明确的监控重点和监控方法，以及误差调整处理措施。施工监控在制定方案之前，应了解桥梁的相关信息，包括设计图纸、施工组织方案，在充分了解设计意图及施工单位实现设计意图的方法后，针对桥梁的特点，提出针对性的监控方案。

2.2有限元分析

桥梁结构有限元分析是施工监控的一个重要部分，贯穿整个桥梁施工过程，是施工监控的前提。在监控工作开始之前，需根据设计图纸和施工方案，建立结构计算模型，通过计算结果判断结构的安全性能、主梁应力和主梁挠度，并在施工过程中，根据测试结果动态地修正模型，使其与实际结构相吻合。在计算模型中必须考虑结构自重超方、施工过程中的日照及温度、桥面临时荷载的堆放、挂篮定位及变形、预应力张拉损失、混凝土徐变等因素的影响。另外，桥梁施工方案及施工工序的改变，也会导致结构理论计算结果发生变化。对于直线或曲率半径较大的连续刚构桥，采用平面杆系结构即可满足精度要求，对曲线桥梁或对结构局部应力进行分析时，采用实体有限元模型计算。

2.3施工监控的实施

对于连续刚构桥，在实际监控过程中，以线形监控为主，应力监测为辅。从桥梁承台施工开始至二期恒载铺装完成一般认为是整个施工监控的周期。

1)承台施工。承台作为连接桩基和桥墩的部件，往往体积大，混凝土方量多，在混凝土浇筑后水泥的水化反应会产生大量的水化热，导致承台出现裂缝，影响桥梁结构的耐久性和安全性。通过水化热温度的监测，采取必要的处理措施降低水化热，最大程度上减少裂缝的产生。承台施工完毕后，在承台上布置测点进行后续桥梁基础沉降测试。

2)桥墩施工。桥墩尤其是高墩施工时，主要关注桥墩的应力和垂直度。墩柱的应力一般在第一节墩柱钢筋绑扎完毕后，将弦式应变计绑扎或焊接在外围主筋上，在后续阶段施工时进行测量。墩柱的垂直度不仅要关注中心位置的垂直性，还要关注桥墩模板是否有扭转变形。

3) 0号块施工。0号块施工一般采用支架现浇，桥墩高度不大时采用满堂支架，高墩一般在桥墩预埋斜腿支撑，在支撑上平铺纵向和横向型钢进行施工。施工监控需对施工单位的支架验算报告进行复核，并且要对支架进行预压测试，保证支架的承载能力。0号块浇筑完成后，经常会出现混凝土收缩裂缝，主要为0号块与桥墩结合处的竖向裂缝，0号块腹板处纵向均布裂缝以及人孔处的放射性裂缝。0号块与桥墩结合处的裂缝原因多为二者浇筑龄期差引起的基岩效应，腹板和人孔处裂缝多为混凝土的收缩引起。在结构施工之前，监控单位应预先将可能出现的问题及处理措施告知施工单位，在施工过程中采取有效手段最大程度的避免裂缝的产生。

4)挂篮。挂篮作为0号块之后直至合龙之前结构循环使用的模板悬挂系统，是整个施工监控过程中的重点。挂篮系统也应有出厂验算报告，并进行挂篮预压测试，得出挂篮在最不利荷载作用下的弹性变形值，为后续阶段挂篮施工中挂篮变形预抛高值提供依据。当一个桥梁使用多套挂篮时，对不同结构形式、不同受力情况的挂篮至少选择一套进行挂篮预压。

5)悬臂施工。在悬臂施工阶段，主梁的标高控制是整个监控工作的重点和难点，是关系到桥梁能否顺利合龙的关键。主梁标高测试包括立模标高的测试，混凝土浇筑后主梁梁底标高的测试以及预应力张拉后主梁梁底标高的测试。通过各项标高实测值与理论值进行比较，分析误差，决定在下个阶段施工时标高是否需要调整以及调整的幅度。当前阶段的标高与理论计算值差别较大时，会在后续多个阶段施工过程中进行逐步调整，避免梁底出现明显折角，导致线形不平顺。主梁结构的应力断面选择在悬臂根部、中跨合龙段，必要时在边跨合龙段布置测试断面。目前，应力测试多选用埋入式弦式应变计，其耐久性好，测试精度基本满足监控要求，但应变计在运输、安装、混凝土浇筑、振捣过程中会产生一定的损伤，应变计稳定性还不能保证，往往一座桥梁应力测点存活率50%左右。为保证应变测试的准确性，采用减小测量时间间隔，多次测量，绘制曲线，或者采用自动采集系统进行测量。

6)合龙段施工。连续刚构的合龙一般先边跨合龙再中跨合龙，也有先中跨合龙再边跨合龙。不管采用哪种合龙顺序，合龙时配重、劲性骨架焊接及中跨合龙顶推是合龙的关键。

7)桥面铺装施工。桥面铺装进行施工时，应分左、中、右3条线对施工完成的桥面标高进行通测，一般10 m一点。将测试结果与理论计算数据进行对比，确定各测点处的桥面铺装顶层的标高，既要保证铺装层钢筋网能顺利布设，又要保证二期恒载的超方量不超过1%。

2.4施工监控的原则

在桥梁施工监控过程中处理问题时，建议以下几条原则: 1)桥梁施工监控时，以标高控制为主，以应力控制为辅。2)挂篮悬臂施工过程中，保持一个桥墩两侧荷载的对称。3)在监控计算开始前，与设计、施工方充分沟通，确保各设计参数的正确性，施工工序确定，非必要情况不得更改。4)结构计算需至少2人独立进行有限元分析计算，并与设计进行核对。5)桥梁施工监控单位应保持与各参建单位的积极沟通。桥梁施工监控是对桥梁施工过程中的技术状况进行准确实时监测的工作，为桥梁的顺利合龙提供技术支持和保障。

参考文献:

［1］杨奇，冷伍明，聂如松，等.大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监控分析［J］.铁道科学与工程学报，2010( 10) : 93-95.

［2］郑尚敏，程海根.预应力混凝土连续刚构桥施工监控分析［J］.四川建筑，2010，30( 1) :2.

Discussion on construction monitoring of continuous prestressed concrete rigid frame bridge with large-span

Gong Zhenqiu
( Shanghai Tongji Construction Engineering Quality Detection Station，Shanghai 200092，China)

Abstract:The paper introduces the construction monitoring targets of continuous prestressed concrete rigid frame bridge with large-span.Starting from aspects of scheme compilation，structure computation，monitoring procedures and monitoring principles，it describes its construction monitoring contents and matters，which has provided some conditions for smooth bridge construction.

Key words:continuous rigid frame bridge，construction monitoring，suspended scaffolding，closure section

作者简介:龚振球(1982-)，男，工程师

收稿日期:2015-11-20

文章编号:1009-6825( 2016) 04-0169-02

中图分类号:U448.23

文献标识码:A