公路連續梁橋上跨鐵路頂升監測與分析研究

■梁戰喜 ■中鐵一局集團第五工程有限公司，陜西 寶雞 721000

橋梁頂升過程是一個動態過程，隨著上部結構的提升，連續梁的縱向偏差、梁縫寬度等會發生較大變化，連續梁支承點的相對變化對連續梁受力狀態將會產生影響。為此要設置一整套監測系統，以便將姿態數據反饋給施工加載過程。及時、主動地采取措施降低或消除不利因素的影響，以確保結構的安全。

本文以上跨藍煙鐵路(23 +35 +23)m 公路預應力連續箱梁為施工背景，對同步頂升調坡監測技術進行了探討。

1 監測內容

1.1 幾何變形監測

本橋施工幾何變形監測的內容包括:橋臺沉降監測、橋面標高監測、橋面及下部結構縱橫向位移監測。監測點的數目及布設具體位置確定考慮了:通過計算確定的最不利位置;力求布置對稱，以增加結果的可比性，便于分析兩個方面。

1.2 應力監測

由于頂升過程中線路通行，本次應力監測點選取了典型斷面的特征點進行監測。判斷梁體頂升過程中內力變化

2 監測控制網建設

在幾何變形監測中，測量控制網布設是比較關鍵的，即布設為一個高程控制網，一個水平面控制網，兩者布設同時進行，并統一聯測平差。

2.1 高程控制網設置

工程施工前在施工區影響范圍兩側50 米外穩定區域上各設置二個垂直位移監測基準點，且兩點間距大于20 米，采用獨立高程系，橋面沉降監測點和橋下沉降監測點分別組網。控制網測量按照二等水準測量規范要求執行，外業觀測使用Leica DNA03 電子水準儀和等精度的光學水準儀。

沉降基準網外業測設完成后，對外業記錄進行檢查，嚴格控制各水準環閉合差，各項參數合格后方可進行內業平差計算。內業計算高程成果取位至0.01mm。

2.2 水平控制網設置

在橋面頂升區外穩定的位置設置3 個基準點，平面基準點采用強制歸心標。

采用獨立平面左手坐標系，平行于橋面的萊西方向為X 軸方向。四測回測量控制點間角度、距離關系，經內業平差計算出各個控制點坐標，建立平面位移監測基準網。

3 主要監測部位及要求

3.1 橋梁沉降觀測

在橋墩的承臺上埋設兩個沉降觀測點。

3.2 橋面標高觀測

觀測點布置立面如下，布置每個墩柱中心線與內側防撞墻內邊線交叉點的橋面上，每個橋墩位置設置一個觀測點，觀測點利用沉降觀測釘釘在現有橋面上，也可作為頂升完成后的驗收點。

3.3 箱梁橫向位移監測

在每個橋墩或橋臺上沿橫向安裝一只百分表，在箱梁底部安裝一根垂直測桿，測桿垂直偏差不大于2mm，頂升前記取百分表的初值，每一個行程結束記錄一次數據，算出該位置橫向偏移量。

3.4 梁體應力監測

在三跨連續梁的邊跨跨中、中跨跨中及反彎點處橋面布置振弦式表面應變計，監測頂升過程中梁體應力變化情況。為防止出現某種應變計判斷異常，本次監測在振弦應變計旁邊布設了表面應變片進行測試狀態中應變校核。5 斷面共計30 支應變計，見圖1。

圖1 應變計安裝示意圖

4 頂升工況

根據頂升設計要求結合現場實際情況，梁體頂升主要時間節點如下:

表1 頂升主要時間節點一覽表

5 數據分析

5.1 橋臺沉降分析

在整個頂升過程中橋臺發生累計1～2mm 左右的沉降，無較大突變，小于5mm 報警值。在頂升實施過程中承臺橫向未發生較大的橫向差異波動，說明鋼支撐牢固穩定、受力均勻。頂升過程在監測系統幫助下較平穩可靠。

5.2 橋面變形分析

由于該橋為斜交橋梁，調坡旋轉式保證中軸線在其投影面內旋轉，這樣每測點的旋轉值不同。沿著里程增大方向從0 號臺、1 號墩、跨中截面、2 號墩、3 號臺處斜截面兩側實際頂升累計變化量見下表2。

表2 頂升各工況數據一覽表

通過以上工況0 到工況7 分析可得出以下幾點:

(1)每種工況下，各點頂升量協調一致，相鄰點、及間隔點位與設計值偏差都在預定控制指標內。由此可以看出PLC 系統與監測系統結合發揮了較明顯的作用。

(2)從工況7 可以判斷雖然最終值與設計值有一定偏差，但偏差較小，基本達到了設計目標值。最終頂升到位后梁體處在較好的姿態。

(3)頂升過程中也發現一些不足:雖然上升作業在多個監測系統控制下可以達到精確定位，但每次梁體回落時，由于各支撐接觸面間間隙的累積，導致梁體落實后出現一些誤差。此誤差在允許范圍內。

5.3 應力監測

各監測點幾天內的應變變化趨勢比較平緩，突變較少，說明整個頂升過程相對比較平穩可靠，與變形監測結果相印證。雖然歷時曲線趨勢平緩，但前面幾個工況中存在一些小波動，且變化量較小。

6 結語

橋梁頂升過程中的變形和應力實時監測是一個復雜的過程，首先對橋梁頂升過程中的受力情況進行定性分析，宏觀上把握關鍵部位的受力變化規律和橋梁變形可能存在的變化趨勢，制定切實可行的監測方案。通過本橋的應用說明本次監測方法合理可靠，對本橋的安全頂升起到了很好的保障作用。

［1］天津城建集團.天津市獅子林橋整體抬升成功［J］.天津建設科技，2003(5).

［2］蔣巖峰，林其荃.PLC 液壓整體同步頂升技術在橋梁改造中的運用［J］.施工技術，2007，36(5).

［3］藍戍己.PLC 液壓整體同步頂升技術在橋梁改造中的運用［J］.施工技術，2007，36(5).

［4］尹天軍.高速公路上跨橋整體頂升技術［J］.世界橋梁，2009(1).

［5］諶潤水等.公路舊橋加固技術與實例［M］.2005.