監控量測在T構橋施工中的研究與應用

文/劉勇、向子鑫、張偉 中交第一公路工程局有限公司 北京 100024

監控量測在T構橋施工中的研究與應用

文/劉勇、向子鑫、張偉 中交第一公路工程局有限公司 北京 100024

隨著我國國內高速公路系統的日益發展，大跨度剛構懸臂現澆橋梁的應用將越來越廣泛。在剛構橋施工中，橋梁上部懸臂現澆段的線形、結構質量、結構安全都成為一項重要控制因素。如何引進先進的橋梁監控量測系統，如何針對不同項目對監控量測系統最出調整優化成了一個重要的研究課題。

監控量測；T構橋；施工研究

在T構橋施工中梁橋（連續剛構橋、連續梁橋）、拱橋，隨著跨徑的增加，施工過程中的安全風險和技術難度隨之增大，當梁橋跨徑大于≥100m、拱橋≥80m時，宜進行施工監控工作。多跨連續梁、連續剛構或連續梁-連續剛構組合結構橋梁，其合龍次數較多，經歷多次體系轉換，技術難度增大，宜進行施工監控工作。連拱或系桿拱橋同樣難度較大，大曲率彎橋的平面位置與其結構受力有關，特高墩橋梁的施工干擾因素較多，施工難度也較大，也宜進行施工監控工作。對于跨徑小于100m的梁橋和跨徑小于80m拱橋以及其他結構復雜的橋梁，可根據實際情況，確定是否需要開展施工監控工作。斜拉橋和懸索橋由于結構復雜，且跨徑一般都較大，建議在施工過程中進行施工監控工作。本文的工程項目以酉沿高速公路的T型剛構橋著手研究，探索出更安全、精確、高效的監控量測方法，并加以推廣和應用。

一、工程概況

在酉沿高速公路橋梁工程中，主橋為鋼筋預應力混凝土連續T型剛構。施工中一定要對T梁的成橋線型進行嚴格控制。因為施工支架、混凝土、模板等都會影響成橋線型。同時，量測放樣、控制網基點等方面的量測誤差也會影響，尤其是量測誤差的影響特別明顯。所以，必須按照工程的實際情況給出良好而有效的橋梁施工量測策略。

二、模擬各個施工階段計算

首先是前期結構分析計算，主要集中在橋梁的設計參數與荷載兩個方面。在T構橋的施工前期的施工設計相當重要，是施工必須遵循的標準，因而需要對各方面進行科學地計算，這樣才能確保施工質量。具體來說，各種材料參數值必須根據設計圖紙和相關的橋梁設計規范來計算與取用。其中包括了橋梁的混凝土的各項力學性能參數，主要有抗拉強度標準值、抗拉強度標準值、泊松比、彈性模量、設計抗壓強度以及設計抗拉強度；還包括了預應力材料參數，主要是強度、彈性模量、張拉控制應力。而荷載的計算則囊括了自重、預應力、掛籃及吊架重量、橋面鋪裝與護欄等二期恒載集度、收縮徐變、結構整體的升降溫、溫度梯度及汽車荷載等方面。在施工前期必須對這些進行充分而精確的計算，讓施工的各項工作都能夠正確地按照標準及規范進行。

其次是施工階段計算，關于位移計算與箱梁應力計算。位移計算中是針對施工階段的箱梁豎向位移與撓度變形而言。為了監控橋梁結構的穩定性與安全性，橋梁施工中需要對箱梁的豎向變形與撓度變形進行控制。通過恒荷載、預應力荷載、施工荷載與收縮徐變的計算做好相關控制措施，在模板立模時需要對預拱度量進行計算，同時澆筑混凝土后的拆模應該對其發送的位移進行監控。

最后就是驗算運營階段的橋梁的承載能力極限狀態與正常使用狀態。根據橋梁施工規范計算橋梁承載能力極限狀態下箱梁正界面彎矩包絡圖，量測其是否符合規范那要求。只有箱梁截面的最大、最小組合彎矩和剪力效應不超過箱梁界面抗力值時，那么結構強度才符合要求。

三、解決好承臺水化熱問題

T構橋中的水化熱問題一直是橋梁工程界十分重視的問題。首先要了解大橋主墩承臺的混凝土最大絕熱溫度，為了不讓承臺表面的混凝土由于失水而干縮裂縫，就需要將防風油布包裹在模板側壁外層，等到混凝土初凝以后灑水，覆蓋塑料薄膜，并鋪設棉絮來保溫。在承臺混凝土布置溫度測點，其中要有承臺溫度測點、環境溫度測點、冷卻管進出口溫度測點。要注意對溫度的檢測和結果分析。澆筑養護期間必須全天進行監量，一般每個1h量測一次。而監控則從澆筑開始持續7d，但是必須注意內部最高溫度及最大內表溫差需控制在合理范圍。

四、墩柱應力的監控量測

為了更好觀測墩身應力，需要應該在墩底設置應變計觀測應力。在墩身四角外面的主鋼筋上埋設傳感器。為確保在監控量測中科學采集數據，需要把應力傳感器和混凝土溫度傳感器編號，然后對應墩身埋設截面的相關測點。鋼筋計根據測試方向與位置在主墩主筋上固定，和鋼筋應力傳感器高度相等的混凝土溫度傳感器則埋置混凝土正中，然后對引線墩外混凝土表面的檢查盒子進行測試，方便觀測。施工中應該按照實測數據修正施工控制參數，從而準確模擬施工情況。同時，仔細處理實測應力數據，然找理論分析結果。

五、橋梁監控量測

橋梁變形觀測應以墩臺基礎的沉降和預應力混凝土梁的徐變變形為主。橋梁變形觀測應逐跨、逐墩(臺)布置測點，涵洞應逐個布置。其余橋梁變形觀測應逐跨、逐墩（臺）布置測點，涵洞應逐個布置。橋涵主體工程完工后，沉降觀測期一般應不少于6個月；巖石地基等良好地質區段的橋梁，沉降觀測期應不少于60天。觀測數據不足或工后沉降評估不能滿足設計要求時，應適當延長觀測期。

六、結束語

做好T構橋施工中的監控量測工作，才能確保橋梁橋墩的基礎工作質量。隨著監控量測在高速公路T構橋的建設中的普遍運用，因而在相關的工程施工中，要保證其質量與施工安全，就需要做好T構橋的量測監控工作，讓梁體線符合設計規范要求，梁體合龍精度更高，最終實現高速公路過程項目建設的可持續發展。

[1]孫浩.大跨度連續剛構橋箱梁施工量測與監控[J].城市建設理論研究（電子版），2013,（06）：77.

[2]李劍.連續剛構橋的施工量測及監控技術[J].建材發展導向，2012,（23）：93.