预应力简支梁场监控量测技术

夏海涛

(安徽理工大学，安徽 淮南 232000)

0 前 言

近些年来，随着我国高速铁路的快速发展，相应的桥梁工程项目越来越多，在桥梁工程中，箱型结构简支梁由于其本身的很多优势使其成为桥梁结构的首选。该箱梁结构的形状特点为内部是空心，上部两侧有翼缘，这使得其拥有了加快工程进度和缩短工程工期的最大优点。在桥梁的建设过程中，由于其工期较长，且在建设过程中容易受到多方面的影响，一旦发现桥梁出现质量问题，不仅会对施工进度、经济方面产生影响，而且还威胁到施工人员的安全，对整个建筑结构的安全也造成难以估量的影响，因此，必须在工程施工中严格监控箱梁生产。现阶段，我国对桥梁施工质量方面的监督一般都是由相应的监督机构人员来负责监控，如质量监督站等，作为把握桥梁工程质量安全的关键一环，需要了解箱梁生产过程中需要测量的监控项目，严格监控箱梁生产过程中制梁场相关设备场地等的沉降，并严格按照相应的箱梁生产规范标准来严格监督，避免在箱梁的生产过程中出现安全问题，只有做到上述要求才能确保箱梁的生产过程中不会出现纰漏及不会对施工现场造成影响，只有对生产过程中各项指标严格把关并采取合理且操作性强的监控措施，才能保证桥梁过程施工建设的整体质量。

1 箱梁生产过程中需要量测监控的分部分项工程类型

本文基于施工现场的实际经验，对箱梁生产过程中的需要测量和监控的分部分项工程类型进行了归纳，在工程现场制梁场的测量监控项目有：制梁台座变形监控；存梁台座不均匀沉降监控、龙门吊基础、拌和站粉罐基础等沉降监控；梁体上拱度监控；预制梁徐变观测。

2 制梁场制、存梁台座监控

在进行沉降观测的准备阶段，首先应埋设沉降观测水准基点并对制、存梁台座、梁体进行观测点的布设。

2.1 水准点的布设

沉降观测是根据制、存梁台座附近的水准点并通过水准测量测出制、存梁台座的上观测点的高程。水准控制网是沉降测量的关键要素，水准点的布设又是重中之重，水准点的布设情况直接影响到测量数据的准确性，也是直接影响制、存梁台座后期存梁能力的重要技术指标，所以水准基点必须坚实牢固，且数量不得少于两个。

2.2 沉降观测点的布设

1)制梁台座沉降观测点埋设：首先根据制梁台座基础类型对沉降观测点的数量进行选择，若制梁台座基础为条形混凝土基础，则在对称两侧，端头位置，1/4位置，1/2位置各布置5个观测点，共计10个测点。若制梁台座基础为钢支座基础，则在钢支座外侧焊接沉降观测标，测量时，利用水平尺将测点引出，再立塔尺进行测量，观测点布设位置也是在对称两侧，端头位置，1/4位置，1/2位置各布置5个观测点，共计10个测点。

2)存梁台座沉降观测点埋设：存梁台座上共布设4个观测点，分别在四个墩台基础侧面。另外，在梁体底面4个支座处设点，检测梁体底面4个墩2条对角线和之差是否在2 mm以内。

3)观测前，使用的仪器设备应有相应的资格证书以及校定报告，确保仪器准确性，必要时可对水准仪进行人工校准，校准方法为：选一处长度约为50 m的空旷处，将塔尺立于水准仪两侧进行数据测量，得出测量结果后，在原位置向前或向后10 m左右位置再次建站测量，对比两次测量数据是否有误。仪器使用水准仪、水平尺、塔尺。在每次变形测量时，塔尺应立直且保持稳定，若出现需要水平尺引点辅助测量的情况，应将水平尺水平气泡调在中间，确保测量稳定性，确保测量数据准确，且测量时还应符合以下规定：①使用同一台仪器和设备；②固定观测人员。

4)每个制梁台座在进行首件生产前，均需要进行初始沉降测量，在生产过程中，根据加载和卸载后的沉降观测记录，后续箱梁施工时及时对外模桁架进行调整，确保反拱值，以后使用一次检测一次，直到连续五次无沉降时才能停止沉降和变形观测。

5)存梁台座基础必须保证其沉降量满足设计要求，两对角台座高程之和的差小于2 mm，橡胶垫块顶面需严格抄平。

6)制、存梁台观测周期如表1～2所示。

表1 制梁台座观测频次

表2 存梁台座观测频次

7)沉降观测的评估。分析制梁台座基础沉降是否均匀或已稳定，反拱值已经稳定不需要再进行调整，符合制梁要求。当制梁台座发生不均匀沉降时，应检查模板的预设反拱值是否符合要求，及时进行调整。

分析存梁台座基础沉降是否均匀或已稳定，存梁台座四个支点的沉降(包括橡胶垫块压缩量)要求在2 mm以内，如果超出2 mm，应用提梁机将梁体提起，并采用加垫钢板或铺细砂对支点进行调平，保证存梁台座两对角台座高程之和的差小于2 mm。

3 梁体上拱度测量

1)梁体弹性上拱观测点埋设：在每片梁提运至存梁台座后在梁底两侧梁端支座中心、跨中处做好6个观测点标记。

2)终张前测一遍6个观测点水平标高，终张后(24小时内)再测一遍6个观测点的水平标高，两侧取平均值即为梁体弹性上拱值。弹性上拱值不大于设计值的1.10倍。

3)上拱度：上拱度测量时用水准仪分别测量左右侧梁底支座板和跨中处高差(用水平尺引出在上面立标尺)并取平均值作为最后结果，要求上拱度≤ L/3 000。当箱梁不能及时架设时，在终张拉完成60 d后测量梁体上拱度，其实测上拱度与终张拉30 d实测上拱度之差不应大于理论计算残余徐变拱度值。

4 预制梁徐变沉降观测

4.1 观测点布置

简支梁的一孔梁设置观测标6个，分别位于两侧支点及跨中，见图1。

图1 梁部测点横向布置示意图

4.2 梁体观测元件与埋设技术要求

梁体观测标：基于工程现场实列选择直径为16 mm的圆钢观测标，顶部刻画十字线，埋置深度不小于0.1 m，表面高出埋设表面3 mm，且应该做好防锈。并将完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。

4.3 观测技术要求与实施方法

1)预制徐变观测技术要求。对原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土预制梁，前3孔梁逐孔设置观测标，每100孔选择1孔设置观测标。对实测弹性上拱度大于设计值情况，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测。

2)测量工作基本要求。

(1)每次观测前，确认使用的仪器(DiNi03电子水准仪、铟瓦尺)在检定有效期内，方可使用仪器。

(2)观测时要符合下列要求：①固定人员，且测量人员必须经过培训；②为了减小误差，增加测量精度，需要固定水准点、固定人、固定设备、固定环境、固定方法，以提高观测数据的准确性；③工作环境和条件统一；④成像清晰、稳定时再读数；⑤必要时，进行同级换手测量。

3)测量方法。水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降观测点位置图见图2(其中1、2、3、4构成第一个闭合，3、4、5、6构成第二个闭合)。

图2 沉降观测点位置图

4)梁体徐变量计算：利用软件辅助计算。

5)判定标准：预应力混凝土桥梁上部结构的变形应符合以下规定：终张拉完成时，梁体跨中弹性变形不宜大于设计值的1.10倍，若发现弹性变形过大，要对该孔箱梁进行后续测量，分析原因，明确在后续施工中，是否需要对反拱进行调整。

6)观测精度要求：徐变观测精度为±1 mm，读数位数取到小数点第二位。

7)观测频次要求：观测频次应满足表3要求，严格根据时间间隔对梁体徐变进行测量。

表3 梁体测量间隔表

4.4 资料整理与提交文件的技术要求

1)测量完成后，及时对测量数据进行整理并电子化，避免出现数据混乱、丢失等情况。

2)当发现变形监测数据出现异常时必须首先自查，应重测并分析工作基点的稳定性，并提交自查分析报告。为确保评估工作的顺利进行，在保证外业测量数据精度合格的前提下，应在当天进行内业整理，及时针对异常数据进行分析，并及时采取相应处理措施，填写在观测数据处理文件的说明文档中。

5 结 语

预应力简支梁的生产过程是一项很复杂的系统工程，其生产过程牵扯到的内容众多，在箱梁的生产过程中需要时刻注意观察检测，注重过程控制，避免出现质量安全事故。为保证施工建设的安全顺利进行，必须严格监控把关箱梁生产质量，加强对箱梁生产过程中各方面的监督控制，严格按照相关程序规范化操作。本文基于桥梁工程施工现场的实际经验，对预应力简支梁的生产过程监督要点进行了论述，由此为相关人员及后续施工提供了有利参考。

[ID:013893]