大跨PC連續梁橋施工監控

摘 要：以石武客專西南下行聯絡線特大橋為例，介紹了連續梁橋施工監控的目的、內容和方法，論述了在施工監控中線形與應力監測的一些理論與方法，經工程實踐驗證作為大跨度連續梁橋的施工監控方法是可行的，為同類橋梁的施工與監控提供參考。

關鍵詞：連續梁橋 線形監控 應力監控

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（c）-0032-02

橋梁的施工監控實質上是一個信息的采集、處理和反饋的控制過程。在信息采集之后，按照控制理論對施工信息進行分析處理，對施工過程中的施工誤差進行評價分析，并根據實際情況提出控制的目標量以及調整、修正的對策，反饋給施工單位指導下階段施工，從而完成監控工作。施工監控主要由實時測量、現場測試和施工控制計算組成。

1 施工監控的目的和內容

為了確保施工過程中的結構安全，以及成形后結構的線形、內力狀態能夠符合設計要求，所以在施工過程中采用橋梁施工監控。對于懸臂施工的預應力混凝土連續梁橋來說，施工監控就是根據施工監測所得的結構參數真實值進行施工階段的仿真分析，確定出每個懸臂澆筑階段的立模標高，并在施工過程中根據施工監測的結果對誤差進行分析、預測和對下一立模標高進行調整，以此來保證成橋后橋面線形、合龍段兩懸臂端標高的相對偏差不大于規定值，以及結構內力狀態符合設計要求。

2 工程概況

3 建立有限元模型

4 監控內容

4.1 結構設計參數

結構內力和位移如果采用規范設計參數計算得出，和實測值相比較將會產生一定偏差，這些偏差將會對成橋后結構的線形和內力是不是符合設計的要求產生直接影響，所以施工監控一定不能忽視。各種施工誤差將會在結構開始進行懸臂澆筑施工后不斷出現，因此將以下五個基本參數確定為實時控制調整原點：混凝土彈性模量E、混凝土容重γ、截面積A、抗彎慣性矩I、收縮和徐變系數k、φ。通過對參數施工期試驗值E、γ及結構變位測量值f進行數據跟蹤糾正，這樣可以使結構實際狀態更靠近修正后的結構理想控制目標，并且通過這些數據預測未來狀態。結構參數分析如下。（1）上施工階段建成的節段的抗彎慣性矩I，可以利用測量到的掛籃前工況的撓度增量以及已經建好的結構的實際彈性模量，來進行修改。（2）構件混凝土橫截面積A，可以通過測量得到的澆注混凝土工況的撓度增量以及史冊的道德混凝土容量，在考慮配筋率影響后推算出。（3）將預應力張拉力的計算修正為實際值。（4）根據實際結構參數重新計算掛籃前移、混凝土澆注及預應力張拉階段。（5）求出（4）計算撓度與目前實際撓度的差別，推算出混凝土徐變、收縮偏差系數，并修正計算值。

4.2 線形監控

由于分段施工方法和施工順序對橋梁結構施工階段和成橋狀態的幾何線形具有決定性的作用，特別是施工階段結構體系和荷載形態不斷變化直接引起結構內力和變形的不斷變化，所以必須按照設計要求首先確定出成橋狀態的理想幾何線形，然后采用倒退分析或逐步逼近方法計算出各個施工階段的結構變形，從而確定各個施工狀態的結構幾何線形。在最后具體實施階段通過參數修正計算盡量減小設計值和測量值的偏差，使成橋狀態的結構尺寸和幾何線形誤差降低到施工規范所允許的范圍。

4.2.1 撓度計算

4.2.2 立模標高確定

4.3 應力監控

隨著懸臂長度在懸臂澆筑過程中的不斷增加，懸臂根部受到越來越大的負彎矩，不完全對稱的施工使懸臂根部在懸澆過程中的受大盤更加復雜的力。所以要對箱梁關鍵斷面應力的變化進行及時監測，將結構的受力狀態作為評估結構安全和施工安全的依據。

（1）測試斷面與測點布置。

采用絕對應力法，此方法簡潔、快速、準確。考慮到預應力混凝土連續梁橋的實際情況，沿縱向全橋設置9個測試斷面，其中（1、4、5、6）為主測斷面，其余為輔測斷面，每個主測斷面布置4～5個應力測點；每個輔測斷面布置2個應力測點（見圖4）。在測量中，以主測區為主，用輔測區數據來復核主測區數據，進行數據的調整或修正.測試儀器采用振弦式智能溫控應力傳感器，后端設備采用SS—II頻率接收儀和IFZX-300振弦檢測儀。振弦式應力傳感器，不但可測出絕對應力，且可測應力增量。

（2）應力控制結果。

通過分析比較，截面應力的實測值與設計值比較接近，其中絕對誤差最大為 0.85 MPa，這主要是因為傳感器的分辨率和一些未預料的因素所引起的。澆筑混凝土和張拉階段引起的應力較大，相對誤差較小，可控制在20%以下，一般在10%左右；移動掛藍引起的應力較小，鑒于傳感器的精度，引起的相對誤差較大。但是累積應力絕對誤差較小，基本可控制在1 MPa以內，能很好的符合理論計算值。

4.4 溫度監測

溫度影響一般包括兩部分，年溫差影響與局部溫差影響。無論是年溫差還是日照或混凝土水化熱引起的局部溫差均能引起較大的應變，成為不可忽略的因素，因而在施工過程中須對主橋溫度進行長期監測。溫度測試在全橋選取幾個測試斷面布置溫度型應力傳感器，以便能反映出主梁的頂、底板溫度變化。在施工過程中考慮溫度應力的影響。

5 結語

（1）在施工監控過程中，使用參數識別法對施工中產生的誤差進行調整，根據現場采集計算參數修正計算模型，確保計算模型所用參數與實際結構一致。這樣做的結果較好，行之有效，是大跨徑預應力混凝土連續梁橋懸臂施工合適的監控方法。

（2）應力控制截面的布設要以施工階段應力包絡圖為依據，各控制截面應力測點的布置需結合應力變化幅值，并考慮混凝土收縮、徐變等因素，進行合理安排。在應力測試過程中必須重視混凝土彈性模量、溫度的變化、收縮徐變的影響等，有針對性地對應變的測量值進行修正，真正體現橋梁的應力分布情況。

參考文獻

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