大跨度连续梁桥施工监测分析

乔中美

（河北省高速公路集团有限公司廊坊分公司，河北 廊坊 065000）

0 引言

近年来，随着我国交通运输行业的不断发展，大跨度连续梁桥成为高速公路、高速铁路上的一种重要桥梁结构形式，因此，大跨度连续梁的施工质量控制非常重要。桥梁施工监测作为检验施工质量的关键性技术，伴随大跨度连续梁桥施工的整个过程。为保证大跨度连续梁的施工质量，近年来大跨度连续梁桥施工监测成为国内外专家学者研究的重要课题[1]。在大跨度连续梁桥施工阶段进行施工监测，可以保证桥梁的施工质量，确保桥梁在运营阶段线形平稳，受力良好。桥梁施工监测主要监测桥梁施工过程中挠度及应力的变化情况，通过对监测数据与理论值进行对比分析，从而保证大跨度连续梁桥的安全稳定[2]。本文将京秦高速潮白河特大桥施工监测期间的标高与应力实测值与理论值进行比较分析，从而研究施工阶段大跨度连续梁桥的受力情况。

1 工程概况

京秦高速潮白河特大桥位于廊坊市香河县梁家务村西北，桥梁跨越潮白河。桥梁起点桩号为K38+844.137，终点桩号为K40+142.051，桥梁总长1 297.914m，分左右两幅，单幅桥宽17m。下部结构采用柱式桥墩、肋板式桥台，桩基础。桥梁上部结构共计12 联，本文选取第一联（52+85+52）m 预应力混凝土连续箱梁为研究对象。该联桥梁结构立面布置如图1 所示。

图1 桥梁结构立面布置图 （单位：m）

2 大跨度连续梁桥线形监测

随着大跨度连续梁桥悬臂浇筑施工的逐步向前推进，已浇筑部分桥梁的线形很难进行再一次调整，而且随着浇筑段的不断推进，桥梁自重逐渐增大，挠度也会不断积累。在各施工阶段，应确保桥梁的线形误差满足规范要求。若误差值存在偏大的情况，应及时进行调整，否则将会造成桥梁合龙困难，线形不合理等现象[3-4]。在本次京秦高速潮白河特大桥的线形监测中，为准确监测桥梁的线形变化，确保成桥后的线形与设计线形基本吻合，本次施工监测根据现场施工情况制定了监测方案。

2.1 监测点位布置

大跨度连续梁桥在进行线形监测时需要在各梁段上埋设钢筋作为控制高程的测量点位，然后采用精密水准仪或高精度全站仪对连续梁施工各阶段进行高程测量。埋设的钢筋应在各梁段混凝土浇筑前预埋，同时应使钢筋头部露出混凝土表面5cm，将端头进行打磨平整然后喷涂红色油漆，方便识别测量[5]。各梁端高程控制测量点位布置如图2所示。

图2 桥梁线形监测点位布置图

2.2 监测控制要点

为使桥梁实际线形尽量与设计理论线形吻合，在测量完高程数据后应及时进行数据处理，将实测数据与理论数据进行对比，并及时纠偏，为下一步施工提供参考依据，必要时进行二次测量。应尽可能地减少人为及测量器材等因素引起的误差，本次线形监测选用精密水准仪与高精度全站仪进行测量[6]。

2.3 线形监测结果分析

京秦高速潮白河特大桥的线形监测采用精密水准仪和高精度全站仪对悬臂浇筑的各施工阶段进行测量控制，并保证了大桥的顺利合龙[7]。京秦高速潮白河特大桥最大悬臂阶段测点高程实测值与理论值结果如表1、表2 所示；成桥阶段测点高程实测值与理论值结果如表3、表4所示。

表1 1#墩最大悬臂阶段测点高程汇总表 单位：m

表2 2#墩最大悬臂阶段测点高程汇总表 单位：m

由表1、表2 可知，在京秦高速潮白河特大桥悬臂浇筑施工过程中，大跨度连续梁桥的线形控制较为合理，测量点位的高程实测值与理论值相比最大差值为14mm，误差值在规范允许的合理范围内。由表3、表4 可知，京秦高速潮白河特大桥成桥后，桥梁的实测线形与设计线形较为吻合，测点高程实测值与理论值误差在16mm 范围内，误差值满足规范要求。说明了本次大跨度连续梁桥线形监测技术方案在实际施工中得到了很好的应用，为桥梁顺利合龙提供了技术保障。

表3 1#墩成桥阶段测点高程汇总表 单位：m

表4 2#墩成桥阶段测点高程汇总表 单位：m

3 大跨度连续梁桥应力监测

应力监测没有线形监测直观，应力监测需要预埋传感器进行测量。通过对桥梁结构的应力监测，可以实时了解桥梁的实际受力状态，为施工提供参考依据，通常作为桥梁健康监测的一项指标。应力监测主要监测主梁的关键控制截面上钢筋应力或混凝土应变在各施工阶段的变化情况，然后根据实测值与理论值进行对比分析，为桥梁的施工控制提供参考依据[8]。在京秦高速潮白河特大桥的应力监测中，为保证成桥阶段的桥梁内力与设计内力更加吻合，根据现场施工的实际情况特制定详细的应力监测方案。

3.1 测点布置

本桥应力监测主要在各梁段端部、1/4L、1/2L 处的截面上预先埋设应力或应变传感器监测各点应力的变化。通过扎丝将传感器绑扎在测试截面处，传感器预埋完成后要做好数据线保护及测试数据调试工作[9]。各应力测点传感器埋设具体位置如图3～图4所示。

图3 应力测点横断面布置图

图4 应力测点侧面布置图

3.2 监测控制要点

本次监测周期较长，应选用适合长期观测且具有较高精度的埋入式传感器，经过多种传感器对比后最终选取了长沙金码生产的振弦式混凝土应变计进行监测。对梁体关键测试截面的选择至关重要，通过对关键截面的应力监测，分析桥梁应力的变化趋势，在桥梁施工过程中可建立预警监控机制，从而保证施工安全[10]。

3.3 应力监测结果分析

在桥梁施工过程中根据实际的施工过程对预应力张拉后的各测点应力值进行数据采集，结合本次桥梁施工过程的有限元仿真模型的计算结果进行对比分析，京秦高速潮白河特大桥施工过程中的各测试截面的应力监测结果对比如图5～图6及表5所示。

图5 1#截面各梁段应力监测结果对比图

图6 2#截面各梁段应力监测结果对比图

表5 3#截面各梁段应力监测结果对比表 单位：MPa

由图5～图6及表5可知，京秦高速潮白河特大桥在施工过程中连续箱梁的顶板和底板始终保持受压状态，且各控制截面测点的实测应力值与理论应力值的变化趋势一致，说明了该桥受力状况较好。所有测点的实测应力值与理论应力值差值均小于1.5MPa，满足规范要求。

4 结论

本文对京秦高速潮白河特大桥的施工监测进行分析，根据监测结果得到如下结论：

（1）京秦高速潮白河特大桥在悬臂浇筑施工过程中，大跨度连续梁桥的线形控制较为合理，测量点位的高程实测值与理论值相比最大差值为14mm，误差值在规范允许的合理范围内。

（2）全桥合龙后桥梁的实测线形与设计线形较为吻合，测点高程实测值与理论值误差在16mm范围内，误差值满足规范要求。

（3）施工过程中，连续箱梁的顶板和底板始终保持受压状态，且各控制截面测点的实测应力值与理论应力值的变化趋势一致，说明该桥受力状况较好。所有测点的实测应力值与理论应力值差值均小于1.5MPa，满足规范设计要求。