鋼管混凝土拱橋的監(jiān)控要點

鮑文忠

【摘要】結(jié)合鋼管混凝土拱橋監(jiān)測控制的實例，探討鋼管混凝土拱橋施工監(jiān)控的主要內(nèi)容與方法，對監(jiān)控結(jié)果進行分析，并對施工中需注意的事項提出幾點建議。

【關(guān)鍵詞】鋼管混凝土；監(jiān)控；控制

【Abstract】Combining arched bridge monitor of the steel pipe concrete the solid example of the control， inquiry into steel pipe concrete arched bridge a construction main contents and method of supervision， to supervision as a result carry on analysis， and to under construction need an advertent item to put forward what time suggestion.

【Key words】Steel pipe concrete；Supervise and control；Analysis

1. 工程概況

安吉縣一號大橋位于安吉縣城北新區(qū)內(nèi)，主橋為55M+70M+55M的中承式鋼管混凝土拱橋，其中鋼管拱肋的拱圈采用直徑1.2 米Q345C鋼管，內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土，總體布置見圖1。

圖1大橋總體布置圖

2. 施工監(jiān)測監(jiān)控的目的

監(jiān)測監(jiān)控的目的主要是為保證橋梁運營的可靠性，檢驗橋梁結(jié)構(gòu)的承載力及其工作狀況是否符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，確保結(jié)構(gòu)在施工中應(yīng)力、變形與穩(wěn)定狀態(tài)在允許范圍內(nèi)。

3. 監(jiān)測項目及主要測試內(nèi)容

3.1拱腳水平位移的監(jiān)測。

橋面施工荷載及張拉系桿均會引起兩拱腳的水平位移。為控制由此產(chǎn)生的拱肋內(nèi)力的變化，指導(dǎo)系桿張拉或超張拉的噸位，消除施工荷載引起的拱腳水平位移，保證施工安全，須監(jiān)測拱腳位移的全部數(shù)據(jù)，使拱腳的相對位移控制在設(shè)計范圍內(nèi)，并隨時記錄溫度對結(jié)構(gòu)的影響。

3.2拱肋變形監(jiān)測。

拱肋實際軸線若偏離設(shè)計值，將引起拱肋內(nèi)力變化。施工過程中拱肋局部偏離拱軸線過大將會引起施工安全隱患或安全事故。特別是在鋼管拼裝、灌注混凝土和脫架狀態(tài)必須嚴(yán)格控制拱軸線的偏移量，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整。拱肋變形監(jiān)測不僅測試拱肋的橫向變位，還要測試拱肋在1/8、1/4和1/2各特征點的標(biāo)高，保證成橋階段的軸線與設(shè)計吻合，使拱橋在使用期間受力合理和灌注階段防止“冒頂”現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3施工階段鋼管砼拱的應(yīng)力測試。

（1）對鋼管砼拱橋應(yīng)力監(jiān)測的全過程中，測試數(shù)據(jù)量大，影響因素多的結(jié)構(gòu)特征，因此必須根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點和施工階段的受力變化，選擇控制參數(shù)，對結(jié)構(gòu)進行有效的監(jiān)測、監(jiān)控，力爭做到既保證施工安全，又不影響施工。如果有些截面的應(yīng)力測點超過設(shè)計值，但小于允許值，則可通過基于實測參數(shù)的計算分析并考慮環(huán)境的影響，綜合分析原因，判斷結(jié)構(gòu)在后續(xù)的施工工序中是否安全。

（2）一號橋鋼管混凝土拱肋的應(yīng)力監(jiān)測點的布置原則是對關(guān)鍵部位重點、詳細測試，并布置一定數(shù)量的校核測點，對其他部位的測點，采用對比的方法，進行一般監(jiān)測，并結(jié)合關(guān)鍵部位的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。

3.4系桿拉力監(jiān)測。

系桿拉力是用來平衡拱腳之推力，是整個拱橋的生命線。為保障拱肋內(nèi)力分布處于最佳狀態(tài)，系桿的拉力應(yīng)滿足各個施工階段的設(shè)計要求。選取空拱肋剛接后張拉的第一對系桿，在其錨頭處安裝穿心式壓力傳感器，在第二批系桿張拉和第三批系桿張拉的張拉前和張拉后，測試系桿兩端

拉力的變化，以確定這些系桿的張拉力及第一對系桿的拉力損失和全部系桿封錨時的補張拉噸位。

4. 施工控制與分析

4.1施工控制采用預(yù)測控制法，即在全面考慮影響橋梁結(jié)

構(gòu)狀態(tài)的各種因素和施工所要達到的目標(biāo)任務(wù)，對結(jié)構(gòu)的每一個施工階段形成前后狀態(tài)進行預(yù)測，使施工沿著預(yù)定狀態(tài)進行。

由于預(yù)測狀態(tài)與實際狀態(tài)間總是有誤差存在，某種誤差對施工目標(biāo)的影響則在后續(xù)施工狀態(tài)的預(yù)測予以考慮，以此循環(huán)直到施工完成和獲得與設(shè)計相符的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。施工階段的測試分析采用倒退分析法，其基本思路是假定t=t0時刻的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布滿足設(shè)計計算值。對結(jié)構(gòu)進行倒拆，分析每次拆除或減少一個施工節(jié)段對剩余結(jié)構(gòu)的影響，在一個階段內(nèi)分析得到結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力狀態(tài)便是該階段結(jié)構(gòu)的理想施工狀態(tài)。

4.2在實際監(jiān)控中，首先將由設(shè)計單位計算確定幾個施工階段的主要測試部位的施工控制目標(biāo)值輸入監(jiān)控管理系統(tǒng)，然后再對施工階段完成后的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進行判別，對兩組數(shù)據(jù)進行分析，最后提出有關(guān)信息供施工控制的決策。在橋梁施工過程中，由于混凝土齡期短，其徐變、收縮影響大，必須加以分析和控制，混凝土徐變、收縮的計算理論就是要確定在結(jié)構(gòu)的壽命中，某一時間考慮徐變、收縮后的應(yīng)力、應(yīng)變、拱度等狀態(tài)，在每一個施工階段前一周或更早，監(jiān)控實施單位提出的拱肋內(nèi)力、變形、橋墩位移、系桿張拉力等的控制值進行分析，制訂本階段的監(jiān)測目標(biāo)，并在施工后實施。

5. 結(jié)束語橋梁施工控制的主要任務(wù)是橋梁施工過程的安全控制和橋梁結(jié)構(gòu)線形與內(nèi)力狀態(tài)控制。在對橋梁施監(jiān)控過程中，現(xiàn)場監(jiān)測采集的數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)受力變形的真實反映，該數(shù)據(jù)與監(jiān)測監(jiān)控的目標(biāo)值（即設(shè)計值）的偏離，是設(shè)計和施工中最為關(guān)注的問題，在監(jiān)控過程中對其進行偏差分析、識別、調(diào)整，對結(jié)構(gòu)未來狀態(tài)進行預(yù)測，保證在施工過程中橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形始終處于容許的安全范圍內(nèi)，確保成橋狀態(tài)（包括成橋線形、結(jié)構(gòu)內(nèi)力）符合設(shè)計要求。