預應力拱式梁橋施工監控技術

【摘要】采用懸臂澆筑法進行施工的預應力拱式梁橋，為了確保施工過程中橋梁結構的內力和變形在許可的范圍內，需要結構參數監測的實測值來進行施工過程中施工階段的計算。本文主要是結合自身的工作經驗，對預應力拱式梁橋施工監控中的相關內容進行了深入分析，以供同仁參考！

【關鍵詞】預應力；拱式梁橋；施工監控；溫度監測

一、前言

對高次超靜定橋跨結構（多跨連續梁、連續剛構或斜拉橋），要使橋梁的線形變化滿足要求，我們除了要注意完善設計上的不足之外，對于它的施工方法也應做出一定的改變。在梁橋施工中的一個難點是如何控制澆筑過程和調整主梁的標高。在我們對梁橋進行施工時，對于內力狀態的控制以及線形的保持要尤為重視。建設一座梁橋通常會受到多重種因素的影響，以及像溫度變化、濕度變化、時間等不穩定因素的干擾，在雙重作用下，預應力拱式梁橋的建設會產生誤差，進而導致達不到預期目標，影響到梁橋的安全以及抗壓能力。當小的誤差沒有被及時發現，通過后續的積累，會影響到梁橋結構的穩定，更嚴重的會導致梁橋坍塌，影響交通安全。因此，對預應力拱式梁橋進行施工監控顯的尤為重要。

二、監控主要內容

采用懸臂澆筑法進行施工的梁橋主要工作是通過實際監測值進行施工階段的計算，從而使梁橋的功能最大程度地發揮出來。為了確保施工的質量，需要對以下內容進行監測：（1）線形監測。線形監控的主要目標是：在橋梁施工的過程中，對橋梁進行線形監測，判斷預拱度的數值是否控制在合理的范圍內，以判斷出其線形是否符合設計的要求。為了監測到測點對應梁底的標高值，先對測點鋼筋的實際高度進行一個測量，得到一個準確的數值，接著利用水準儀來測出測點端頭的實際標高值，最后減去鋼筋的實際高度，就可以測量到測點對應梁底的實際標高值。這樣測量的方法不僅簡單方便，測出來的數值也是相當精確的。（2）應力監測。梁橋施工控制中有很多監測項目，應力監測是其中一個關鍵。結構的安全性與應力檢測密切相關，結構的應力狀況通過應力監測可以得到一個良好的體現。它能夠測出結構的預應力數值，觀察其內力狀態是否與標準符合，保證施工的質量與安全。在涪江一橋上部結構的截面，我們要合理選擇應力測點，在適當的位置對它們進行控制，不同的施工階段出現的情況不同，我們要進行具體的分析以適應新的情況。在當前施工階段的基礎上，不斷進行計算直到整座梁橋的完工，這樣可以通過一系列的計算預測到之后的應力狀態，把握好梁橋的受力情況以及壓力變化。（3）溫度監測。在大跨度的梁橋建設過程中，結構溫度變化是一個比較復雜的隨機變量，它是一個自然變量，容易受到自然界的種種影響。而在結構設計階段，對于結構溫度的控制是不穩定的，一旦出現誤差，梁橋結構的穩定性會受到威脅。因此實際溫度的監測有著重大的意義，它影響到梁橋最終成橋狀態的內力和線形，對于保證梁橋質量以及交通安全也是必不可少的。只有確定了溫度變化，無論在受到何種天氣影響或者意外情況發生，梁橋的結構骨架依舊可以保存。監測不能只局限在一個方面，它需要我們立足于整體，關注局部的細微變化，使兩者有機結合。溫度是不穩定因素，它會時常變化的，因此梁橋結構的截面標高和應力也會產生變化，影響到梁橋的形態。這樣說明，在梁橋建設的過程中存在著很大的偶然因素，我們無法預知，只能盡可能完善梁橋結構使它的誤差減小，保證行車的安全。

三、施工監控精度要求

某預應力拱式梁橋，橋面較窄（橋面寬僅為10 米，其中車行道寬6.5 米，人行道寬2X1.75米），荷載標準較低（汽車-13，拖-60級），再加上長期的超負荷運行，病害嚴重，已進行多次加固設計，已不滿足現有交通量的需求，需對其進行改造，如圖1所示，為該預應力拱式梁橋立面圖。

圖1 預應力拱式梁橋立面圖（單位cm）

在施工的過程中，對于施工中的監控精度要求，應該滿足以下要求：（1）完工后梁底曲線與設計值的誤差不超過20mm；（2）箱梁每個節段澆筑完成時，澆筑梁段的允許誤差應符合以下要求：兩懸臂端合攏前相對高差在15mm以內、梁段軸線偏差在10mm以內、梁段頂面高程差在±10mm之間；（3）立模完成時，模板尺寸和位置偏差應符合以下要求：梁段底模標高與預拱度偏差在3mm以內、梁段長度誤差在10mm以內、梁段底模同一端兩角高差在2mm以內；（4）當軸線偏差和平整度超過了許可范圍，應該及時進行修正，方可進行下一階段的施工。（5）若出現其他異常情況，應該及時上報監測組領導，調整施工方案，確保施工質量。

四、施工階段實測應力分析

在該橋梁主要施工階段，例如中跨根部、1/4處及跨中截面實測應力。受拉為正，受壓為負。

從圖4.1、4.2可見，中跨根部截面上緣和下緣的應力實測值與理論值吻合度較好，各施工階

段應力變化規律一致，應力誤差在設計允許范圍內。

從圖4.3、4.4可見，1/4處截面上緣和下緣的應力實測值與理論值吻合度較好，各施工階段應力變化規律一致，應力誤差在設計允許范圍內。

從圖4.5、4.6可見，跨中截面上緣和下緣的應力實測值與理論值吻合度較好，各施工階段應力變化規律一致，應力誤差在設計允許范圍內。

五、成橋線形分析

圖5.1 成橋線形實測值與理論值

從圖5.1可以看出，在整個成橋階段，除了個別測點由于各種原因產生了較大偏差外，大部分測點的實測值與理論值相差較小，誤差均控制在20mm以內，滿足設計要求。

四、結 語

本文結合相關理論知識，分析了預應力拱式梁橋的監控方法，明確了預應力拱式梁橋施工階段監測的主要內容，重點分析了施工監控的精度要求，最后對實測應力和成橋線形進行分析，這對于指導預應力拱式梁橋的建設有著十分重要的意義。對于施工過程中可能出現的誤差，作者進行了良好的預估，提出了合理的計算、預測方法，我們應該完善預應力拱式梁橋的監控方法，消除可能存在的所有隱患，保證人民的生命財產安全。

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