大跨度連續(xù)剛構橋監(jiān)控測量重要性淺析

1、<p>　　大跨度連續(xù)剛構橋監(jiān)控測量重要性淺析</p><p>　　摘 要：以內(nèi)遂高速公路沱江特大橋為例，概述了大跨度混凝土連續(xù)剛構橋監(jiān)控測量的目的、內(nèi)容、方法和措施，論述了沱江特大橋在監(jiān)控測量中對線形與標高監(jiān)測的一些理論與方法，經(jīng)工程實踐證明監(jiān)控測量在大跨度混凝土連續(xù)剛構橋施工中對大橋的監(jiān)控測量是十分必要的。 </p><p>　　關鍵詞：標高；溫度；監(jiān)控；測量 </p&

2、gt;<p>　　中圖分類號：U672.7+4文獻標識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　1. 工程概況 </b></p><p>　　沱江特大橋位于四川內(nèi)江到遂寧的高速公路，起于四合鄉(xiāng)三堆鋪村，止于富溪鄉(xiāng)太平壩村，橫跨國道G321，沱江?？缭街骱降赖闹鳂虿捎?18 m+210m+118m預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁結構。主跨箱梁采用單箱單

3、室截面，梁底采用1.6次拋物線。箱梁頂板全寬13.75 m，粱底寬8 m，中跨跨中梁高4.8m，墩頂支點處梁高為13 m，邊跨支點梁高為4.8 m，主墩采用雙薄壁墩。橫橋向長8米，壁厚1.8米，雙壁外距9米。 </p><p>　　2. 監(jiān)控目的和必要性 </p><p>　　內(nèi)遂高速公路沱江特大橋監(jiān)控測量的目標：通過對各項監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析與計算，找出實測值與設計預測值偏離的原因，提出修正及

4、調(diào)整措施，保證內(nèi)遂高速公路沱江特大橋主橋的順利合攏和主橋在施工過程中的結構安全，成橋后橋梁線形及標高符合設計要求，整個施工控制工作符合現(xiàn)行規(guī)范要求。施工控制的指標如下： </p><p>　　（1）立模標高允許偏差：±5mm； </p><p>　?。?）合攏口兩端相對差控制在20mm范圍內(nèi)； </p><p>　　（3）主梁軸線偏位：±10mm

5、。 </p><p>　　大跨度預應力連續(xù)梁橋跨越能力強，受力合理，結構整體性能好，造型美觀，且施工相對簡單，而投資比斜拉橋、吊橋低，是一種極有生命力的橋梁結構形式。 </p><p>　　預應力混凝土連續(xù)梁橋從基礎施工至通車運營，主要經(jīng)歷了懸臂施工、全橋合攏及橋面系施工等環(huán)節(jié)。盡管按照現(xiàn)有較為成熟的理論可方便地求出各主要施工階段的變形值及預拱度，但結構的實際變形卻未必能達到預期效果，主要

6、是由于多種因素的直接或間接影響，如設計計算所采用的材料彈性模量、設計強度、混凝土的收縮徐變系數(shù)、截面尺寸及施工荷載等，與實際橋梁工程所表現(xiàn)的相應參數(shù)不完全一致，另外施工中還存在難以避免的立模誤差、測量誤差、預應力張拉觀測誤差等，使得橋梁施工過程中的每一狀態(tài)不可能與設計狀態(tài)完全一致，結構的受力及變形過程表現(xiàn)為非平穩(wěn)的隨機過程。上述偏差隨連續(xù)鋼構懸臂的不斷伸長而逐漸積累，如不加以控制與調(diào)整，主要標高將顯著地偏離設計目標，造成合攏困難，并影響

7、成橋內(nèi)力和線形。預應力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂澆筑施工，施工安全和線形控制至關重要。為了保證橋梁施工過程中的安全和施工優(yōu)化調(diào)整，使橋梁各階段的結構狀態(tài)(幾何線形和內(nèi)力狀態(tài))最大限度地接近設計期望，需要進行橋梁施工監(jiān)測與控制。 </p><p>　　3. 主橋施工監(jiān)控測量參數(shù) </p><p><b>　　3.1標高測量 </b></p><p>

8、　　3.1.1儀器及精度：采用蘇光DSZ2 精密水準儀進行觀測, 所有標高測量誤差為±0. 5 mm。 </p><p>　　3.1.2水準點布置 </p><p>　　在橋梁兩端承臺位置設兩個基準水準點,水準點的測設要求達到四等水準測量的要求,應采取切實可靠的措施對其進行保護,防止施工過程中損壞。主梁標高觀測基準點由此引出,后期標高觀測數(shù)據(jù)的校核也以此為準。 </p>

9、;<p>　　3.1.3工作基準點布置 </p><p>　　當澆筑各墩0 號塊混凝土時,在0 號塊頂板中心位置用Φ16鋼筋加工成10 cm 長埋置在混凝土中,鋼筋頭在垂直方向與頂板的上下層鋼筋點焊牢固,并要求豎直,作為布置的測量基準點。測點凹在箱梁混凝土頂面(10 cm ×10 cm ×3 cm) 方槽中,頂面套一個鋼帽并做好標記,以對測點進行保護。 </p>&

10、lt;p>　　以后各梁段各階段的標高觀測均由該基準點引出。在每完成一個梁段的施工后、下一梁段開始施工前對測量基準點進行一次校驗,在邊跨和中跨合攏施工前也必須對其進行校驗。 </p><p>　　布置方法:短鋼筋垂直焊接在最外層構造鋼筋上,澆筑完混凝土后,露出頂面2 cm ,然后頂部套置鋼帽,并對測點標號。 </p><p>　　3.1.4主梁各節(jié)段標高觀測點布置 </p>

11、<p>　　布置位置:主梁各懸澆節(jié)段均需在澆筑混凝土前設置標高觀測點,每個節(jié)段前端設置3個點(其中軸線上水準觀測點亦作為軸線線形觀測點) , 懸澆節(jié)段標高測點布置斷面（1）懸澆節(jié)段標高測點布置平面圖（2） </p><p>　　圖1懸澆節(jié)段標高測點布置斷面圖 </p><p>　　圖2 懸澆節(jié)段標高測點布置平面圖 </p><p>　　3.1.5 測量

12、工況與時間 </p><p>　　對每一個懸澆梁段要進行4 個階段的線形控制觀測, </p><p>　?、?掛籃就位;②混凝土澆筑后; </p><p>　?、?預應力鋼束張拉前;④ 預應力鋼束張拉完成后。 </p><p>　　4個階段的觀測階段中① ②階段的測量數(shù)據(jù)之差反映箱梁節(jié)段自重產(chǎn)生的撓度效應; ③④階段的測量數(shù)據(jù)之差反映箱梁在這

13、段時間內(nèi)由收縮徐變產(chǎn)生和環(huán)境影響的撓度效應以及箱梁節(jié)段張拉預應力產(chǎn)生的撓度效應;本節(jié)段預應力鋼束張拉完成后--下節(jié)段掛籃就位后的測量數(shù)據(jù)之差反映了掛籃移動產(chǎn)生的撓度效應。 </p><p>　　測量時間在早7：00左右和下午5：00以后進行。在測量過程中，除考慮工序進展必須對每一工況進行例行測量外，還要對溫度變化引起的撓度進行測量。為了找出溫度變化引起主梁撓度變化的規(guī)律，對于一些重點工況，在工況不變的情況下，分別

14、在早晨6：00左右（即溫度較低）和中午12：30～14：30（即溫度較高）時對其撓度進行測量，找出溫差變化較大時撓度變化的極值，從而為確定待施工各節(jié)段預拱提供較為可靠的依據(jù)。 </p><p>　　3.1.6 立模標高確定 </p><p>　　在箱梁懸臂澆筑過程中，階段立模標高的確定，是關系到線形是否平順是否符合設計要求的一個重要問題。如果合理確定立模標高時考慮的因素比較符合實際，而且加

15、以正確控制，則最終成橋線形良好；如果考慮因素和實際不符合，則最終橋面線形將和設計有較大偏差。 </p><p>　　該橋采用MIDAS計算橋梁懸臂施工的預拱度。施工中每一節(jié)點從澆注開始，在每一施工工況，其高程都是不斷變化的。累計位移的反值就是施工預拱度。預測方法是將活載按照影響線布載或者全橋布載，計算三年收縮徐變，根據(jù)以往經(jīng)驗主跨跨中預拱度設置應比邊跨預拱度大，線形按二次拋物線擬合。 </p>&l

16、t;p>　　3.2 橋軸線觀測 </p><p>　　觀測儀器及精度: 采用全站儀進行觀測, 軸線容許偏差:±5 mm。 </p><p>　　橋軸線觀測基準點布置于兩側橋頭軸線上,基準點應保證全橋通視,要求其埋設位置準確。梁體上軸線觀測點采用標高測量中頂板中間的測點。測量工況:同高程控制,軸線偏差應在各節(jié)段掛籃前移立模過程中進行修正;每澆筑3 個梁段,需要觀測一次主梁軸線

17、是否偏離,并在合攏前,做一次全橋線形的觀測。 </p><p>　　3.3 應力、溫度監(jiān)控 </p><p>　　在大橋上部箱梁的控制截面布置應力測點，以便觀察施工過程中這些截面的應力變化及分布情況。結合反饋控制實時跟蹤分析系統(tǒng)，由反饋控制子系統(tǒng)提供可調(diào)整變量的調(diào)整方案。同時可根據(jù)當前施工階段向前計算，預告今后施工可能出現(xiàn)的狀態(tài)并預報下一階段當前已經(jīng)安裝的構件或即將安裝的構件是否會出現(xiàn)不滿

18、足強度要求的狀態(tài)，以確定是否在本施工階段對可調(diào)整變量實施調(diào)整 </p><p>　　3.3.1 儀器選擇 </p><p>　　沱江特大橋的監(jiān)控中，根據(jù)對多種應力測試儀器的性能比較，考慮適合長期觀測并能保證足夠的精度，選用JMZX一215智能弦式數(shù)碼應變計和配套的頻率接收JMZX-3001綜合測試儀作為應力觀測儀器。該應變計溫度誤差小、性能穩(wěn)定，適合于應力長期觀測。 </p>

19、<p>　　3.3.2溫度觀測 </p><p>　　混凝土橋梁的溫度場是指受橋位環(huán)境溫度的影響，橋梁結構表面和內(nèi)部所形成的瞬時不均勻溫度狀態(tài)，其主要體現(xiàn)在長期溫差和短期溫差兩種形式的作用上。兩種形式的溫差對本橋的線形產(chǎn)生重要影響，特別是懸臂施工時，溫度對懸臂端標高影響是施工過程中不可忽略的因素，因而在施工過程中須對主橋溫度進行長期監(jiān)測口。主要測試內(nèi)容如下： </p><p>

20、　　(1)在主梁施工期間，重點測量較為極端天氣下的氣溫變化。 </p><p>　　(2)溫度對結構變形和受力影響的測量。 </p><p>　　(3)溫度敏感性測量。待大概澆到最大懸臂狀態(tài)時，選擇一個天氣狀況較復雜的天氣，進行24小時連續(xù)觀測溫度及標高。 </p><p><b>　　4. 結論 </b></p><p&g

21、t;　　在大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構橋建設中,實施有效的監(jiān)控測量是非常重要的。施工監(jiān)測能夠為施工各環(huán)節(jié)提供可靠的依據(jù),確保橋梁施工質(zhì)量和施工安全?，F(xiàn)沱江大橋已經(jīng)順利合攏通車，通過對沱江特大橋主橋的監(jiān)控證明,嚴格進行監(jiān)控測量,即保證主橋結構的安全施工,也為大橋的合攏提供有力的技術支持。 </p><p><b>　　注釋： </b></p><p>　　MIDAS：mi

22、das Civil軟件是一款主要針對橋梁結構分析與設計的有限元軟件。 </p><p>　　工況：動力設備在一定條件下的工作狀況，即各個參數(shù)之間的相互關系。本文中測量工況是指測量環(huán)節(jié)的意思。 </p><p>　　預拱度：上部結構和支架的各變形值之和,即為應設置的預拱度。支架受載后將產(chǎn)生彈性和非彈性變形,橋梁上部結構在自重作用下會產(chǎn)生撓度,為了保證橋梁竣后尺寸的準確性,在施工時支架須設置一

23、定數(shù)量的預拱值。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]舒鑫,秦玉軍.惠穎安登特大橋連續(xù)剛構施工監(jiān)控測量技術[J ].山西建筑，2007（12）：269. </p><p>　　[2]王忠瑋,楊傳寬.雙河口特大橋剛構箱梁施工測量控制[J].山東交通學院學報,2008（04）. </p>&l