三跨下承式連續鋼桁架拱橋監控方案

王 豪

長安大學（71006 4）

1 工程背景

浙江省湖州市長興縣中央大道杭寧高速跨線橋為40.7+100+40.7 m三跨連續鋼桁拱橋，鋼梁全長181.4 m，兩側邊跨為平弦桁梁，中跨為剛性拱柔性梁的鋼桁拱橋，邊跨主桁桁式采用有豎桿的三角形桁式，主桁桁高9.5 m，桁寬36.3 m，節間長度5 m。以改善結構受力條件，同時與鋼桁拱拱肋下弦勻順過渡連為一體，中跨鋼桁拱橋拱肋采用變高度N形桁架,中間支點處桁高17.2 m（包括加勁腿高度）,跨中拱肋桁高3 m,拱頂至橋面高度20 m,矢高27.5 m（拱肋桁架中心距），矢跨比3.64，拱肋桁架上下弦拱軸線分別采用不同的圓曲線，上弦拱軸線與邊跨平弦軸線采用圓曲線勻順過渡，兩拱腳之間設鋼系桿，以承受拱肋產生的巨大水平力。拱肋與系桿之間采用吊桿連接，吊桿最大長度20 m。

2 施工監控的目的、原則、方法及內容

2.1 施工監控目的

大跨度鋼桁架橋設計與施工高度耦合，所采用的施工方法、材料性能、安裝程序、安裝標高等都直接影響成橋的線形與受力。而施工中的實際參數值與理論值總會存在差異，現場施工荷載也是不斷變化的，這將使施工過程中結構的內力和位移偏離理論計算值，如這種偏離累計到一定程度而不及時加以調整修正，則難以完成下一步的安裝及合理的成橋狀態。因此必須在施工中采集所需的數據，對臨時支墩墩頂標高、主桁內力、中橫梁屈曲穩定給予監控，以確保主橋在施工過程中變形、受力、穩定性始終處于安全范圍內，且成橋線形和受力狀態接近設計期望。

2.2 施工控制原則

鋼桁架連續梁橋的施工控制包括三個方面，即應力控制、線形控制、穩定性控制。

2.2.1 線形控制要求

線形主要是指鋼桁架線形和橋面線形。成橋后鋼桁架線形（控制點的平面坐標和標高）和橋面標高要滿足設計要求。為此，需要精確計算主桁安裝時臨時支墩墩頂標高并對已安裝部分的標高進行監測和調整。

2.2.2 應力控制要求

應力控制要求施工過程結構安全、成橋后應力達到設計要求。主桁落架前，全橋鋼桁架桿件都置于臨時支墩上，未承受較大的自重荷載，主桁架桿件的應力均能控制在容許應力范圍之內。落架時應力發生劇烈變化，此階段是應力監測的重點。

2.2.3 穩定性控制要求

有些構件穩定性最差的時候是在施工過程中，比如中橫梁在施工拼裝過程中，未與橋面板焊接成一體，截面為倒T形，在臨時荷載作用下，構件受壓區域極易發生屈曲失穩。施工過程中需對這些構件進行應力監測，防止發生局部失穩。

2.3 施工過程結構變位、應力、應變及溫度監測

本橋施工采用支架安裝施工法。施工階段監測項目:

①臨時支墩高程監測。已安裝桁架下方臨時支墩產生變位，可導致桁架內力變化和后續桁架安裝產生誤差。若發現臨時支墩變位，應計算其對桁架內力產生的影響及對后續桁架安裝的影響，必要時應及時調整臨時支墩墩頂標高。

②中橫梁屈曲變形監測。中橫梁在施工拼裝過程中，未與橋面板焊接成一體，截面為倒T形，在臨時荷載作用下,構件受壓區域極易發生屈曲失穩。施工過程中需對這些構件進行應力監測，防止發生局部失穩。

③桿件應力應變測試。主桁落架前，鋼桁架桿件的應力都較小，主桁架桿件的應力均能控制在容許應力范圍之內。全橋的落架過程是一個體系轉換的過程，由多支點的連續梁體系轉換到三跨連續梁體系，使全橋的重量全部落在支座上。落架過程中主桁應力變化劇烈，一定要控制好落梁過程中應力變化。

由于實際施工中受結構自重，施工荷載等復雜因素的影響,可能還需要根據結構的實際狀況，對某些截面進行適當的調整。

2.4 預告主桁下一階段安裝標高

在對設計參數誤差分析和識別的基礎上，通過仿真計算，預告主桁下一階段安裝標高。這是監控工作的直接體現。

3 結語

介紹了三跨連續鋼桁拱橋監控方法及監控內容，重點強調線形控制、應力控制和穩定性控制的重要性。監控工作在此類橋型的施工過程中占據重要地位，直接關系橋梁的施工質量。在此希望介紹的監控方法及監控內容對同類型橋梁的監控工作具有參考和借鑒的意義。

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