大跨度連續梁橋預應力混凝土施工監控技術研究

劉永余（江蘇燕寧工程咨詢有限公司,南京 211112）

大跨度連續梁橋預應力混凝土施工監控技術研究

劉永余
（江蘇燕寧工程咨詢有限公司,南京 211112）

在工程施工中運用監控技術是施工技術的主要手段，并至始至終應用于橋梁的建筑過程中。對于橋梁中大跨度產生的預應力進行技術監控是保證橋梁質量的重要方法。本文就是針對建筑橋梁中大跨度預應力進行技術監控的研究與探討。

大跨度；連續梁橋；預應力混凝土；監控技術；研究

大跨度，在建筑學的定義為橫向跨度大于60米（鋼筋結構），18米（框架結構）的各種結構模式的建筑體。

預應力混凝土（prestressedconcrete），是指通過鋼筋的拉伸，導致在鋼混結構承受外在合力作用前，承受作用力的混凝土在預先受到一定壓應力的混凝土。

1　監控技術實施的目的

監控技術對于橋梁的施工有著重要的意義，并一直應用于橋梁的建造過程中。監控技術實施的目的在于保證橋梁結構的平穩與安全，從而使橋梁在建造方面與橋面曲線上都符合設計標準，使結構承受作用力與理想狀態相一致。懸臂施工中所運用的連續橋梁施工結構是無法在完工后發生調整的。然而，在對橋梁進行施工時所存在的溫度誤差、測量不準等外界因素會導致工程施工發生錯誤，而這些施工錯誤又可能最后讓橋梁的合并產生困難，從而改變橋梁形狀，使橋梁的建筑數值與設計數值不相符，產生安全隱患。所以，為了保證橋梁在施工中的安全問題，確保橋梁的各項力學系數與設計相符，在施工中采用有效的監控手段是保證工程安全的必要監控措施。

2　監控技術的實施內容

（1）仿真計算的方法。大跨度預應力的計算方法有很多，其中仿真計算是運用最方便的計算方法。仿真計算就是針對橋梁的設計運用分段計算懸臂施工系數的方法，從而對結構的最后形成所產生的形變力與壓應力進行計算。是對橋梁監控的重要監控手段之一。為了保證橋梁監控實施的目的，建筑工作者應該首先運用仿真計算來使橋梁的各點受力處于理想狀態，從而為橋梁實施監控的下一個步驟進行鋪墊。

大橋仿真計算的施工流程應按照建筑師對工程的施工順序圖、建筑的施工圖紙說明及施工單位所提供的施工組織設計來確定。掛藍及支架重量應根據施工圖的設計來進行選取，從而根據實際設備的重量等因素進行調整壓重撤除與混凝土澆注應同時進行，從而保證工程監控的準確，進而保證工程質量。

（2）線形監控的方法。在初步確立的正確模型及標準參數基礎上，設計師應針對橋梁的現場施工狀況、施工的荷載量等參數進行分析及理論計算，從而得到橋梁懸臂的理論預拱度。

預拱度，是為了抵消橋梁結構在荷載力作用下產生撓度變化，而在施工或建造時所對位移的校正力。其確定因素有很多，一般分為5個方面：1）腳手架在承受施工荷載力作用后引起的彈性形變。2）超靜定結構因混凝土自然收縮或彈性徐變導致的撓度變化。3）因桿件接頭的壓縮或設備在卸載時的壓縮引起的塑性形變。4）腳手架在受力后的彈性沉降。5）橋梁模板的預拱度設計要求。

然而，實際施工的情況與理想的施工情況是有差距的。這就是說，一旦依據理論情況計算的理論預拱度而建造的橋梁形狀不是理想中的模型。為了保障監控的順利進行，在橋梁的構建過程時，對混凝土各齡期的材料數值都應現場進行測量。

在施工過程時，對橋梁建筑物的每一個橫截面實施建模、混凝土在澆注前、后的數值、掛籃測量后的標高等工地情況進行系統的檢測。為了降低溫度誤差的影響，對于橋梁撓度的檢測應盡量在工程結束后的第二日清晨進行，且盡可能在日出的半小時內測量完全。

（3）應力監控的方法。1）應力監控的器材與原理.建筑師對于應力的監控必須考慮設備使用期限的長短、精確程度、性能等因素，一般采用的是鋼弦式應力測量計及與之相匹配的頻率接收機來作為應力監控的儀器。在使用這種儀器對應力測量是一種間接的測量手法。建筑師根據實際測量出來的應變力數值換算成混凝土的應力。

鋼弦式應力測量計的工作原理是：其兩端固定的鋼弦直徑低于測量長度時，通過震動壓力膜片的震動作用于鋼弦上，使其發生形變，根據推算公式，建立起混凝土形變與鋼弦形變的關系，從而得出混凝土形變的應力數值。2）監控截面的選擇。對于橋梁來說，其中預應力在混凝土連續箱梁及各個橫截面的應力分布有很大不同，在不同情況的橫截面上，上下應力的狀況也在不斷改變。在橋梁懸臂處于穩定狀態時，懸臂底部的受力作用最大；當橋梁進行構建澆注時，橋梁的跨中截面及橋墩頂面的受力最大。所以，對橋梁進行監控時應分別對橋梁的懸臂底部、跨中截面、橋墩頂面等分別進行數據監控。因為混凝土的收縮等因素是相互影響、相互控制的關系，所以，從整體上排除外界造成的力的數值很困難，為了更方便的對實際數值進行處理，我們可以依據《公路橋梁鋼筋混凝土預應力的設計范圍》來對數值進行檢驗、修正。從而獲得應力的實際數值。

（4）合并橋梁時混凝土澆注時間的監控。在對橋梁進行合并過程時，應有選擇的對混凝土澆注時間進行控制。分別對天氣、橋梁合并前懸臂端高程、應變力的變化及氣溫都進行詳細的記錄與分析，確定橋梁合并的混凝土澆注時間。一般選擇1:00-6:00間進行混凝土澆注。因為根據以往的數據，橋梁懸臂端高程與應力截面的變化數據在這一階段處于穩定，有利于橋梁的合并，混凝土的澆注，保證橋梁合并的順利實施及橋梁的質量安全。

3　監控技術的實施意義

對于大跨度預應力中混凝土橋梁的施工過程、橋梁弧線及應力的監控是保證橋梁施工質量、工程安全的重要方法。它不僅可以修補設計者在設計計算中選擇參數不當、考慮不周全等因素，還可以保證橋梁的施工質量，進而為橋梁的完善運營，人民的生命、安全提供保障。通過對實際檢測及理論數值的對比，排除不良因素，從而對橋梁的真實情況有更準確的認識，保證設計施工的安全性，提高穩定系數，保證人民生命、財產安全。

4　總結

因為混凝土建材的特殊性質及建筑工藝的繁瑣性，對檢測結果的影響因素也有很多，應引起廣大科研工作者對其的探索與研發。所以，工地實施標高和應力計算等方法進行大跨度的驗證橋梁穩固性是非常必要的。對于橋梁預應力的檢測技術應引起廣泛的關注。大跨度預應力混凝土的連續橋梁施工監控方法是值得廣大建筑行業工作者共同研究與探討的問題。

[1]李國平,劉建.大跨連續梁橋線性最優施工控制的理論與方法[J].華東公路.2008(06).

[2]黃海東,向中富.重慶石板坡大橋施工控制方案研究[J].重慶交通學院學報.2005(24).