縱目溝特大橋高墩墩身施工監(jiān)測與監(jiān)控馮上朝

劉莎

摘要： 高墩墩身監(jiān)測是決定橋梁建設(shè)是否成功的關(guān)鍵性控制項(xiàng)目，本文以縱目溝特大橋?yàn)楣こ虒?shí)例，對(duì)高墩施工測量控制關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，在橋墩沉降監(jiān)測、橋墩垂直度監(jiān)測、墩頂預(yù)拋高、橋墩應(yīng)力監(jiān)測等方面提出合理的測量方案，為類似施工提供參考。

Abstract： The monitoring of the pier is a key control project of the bridge construction. Taking Zongmugou Bridge as an engineering example， the high pier construction survey control key technologies were analyzed， and reasonable measurement programs are proposed in bridge settlement monitoring， piers vertical monitoring， pier top cast high， bridge stress monitoring and other aspects， to provide the reference for the similar construction.

關(guān)鍵詞： 高墩；沉降監(jiān)測；垂直度監(jiān)測；墩頂預(yù)拋高；橋墩應(yīng)力監(jiān)測

Key words： high pier；subsidence monitoring；verticality monitoring；pier top pre cast high；pier stress monitoring

中圖分類號(hào)：U442.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）20-0138-02

1 工程概況

縱目溝特大橋位于黃土溝壑區(qū)，地形陡峻，溝谷深切。全橋由12孔簡支梁、4孔預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁組成，其中2跨主跨連續(xù)梁跨徑均為136m。該橋的最高墩5#墩位于“v”深溝底部，墩高105m。該墩的施工監(jiān)控是橋梁各項(xiàng)工序的重點(diǎn)，在確保大橋結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定方面起著關(guān)鍵性作用。

2 橋墩施工監(jiān)測和監(jiān)控主要內(nèi)容

2.1 橋墩沉降監(jiān)測

為能及時(shí)了解和控制橋墩的位置變化情況，需布設(shè)橋墩的沉降測點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的觀測。測點(diǎn)采用預(yù)埋鋼質(zhì)測點(diǎn)樁，應(yīng)在施工單位配合下進(jìn)行布設(shè)。每個(gè)橋墩均設(shè)置承臺(tái)觀測標(biāo)。測點(diǎn)布設(shè)方法：每個(gè)承臺(tái)4個(gè)觀測點(diǎn)，埋設(shè)位置如圖1所示。

2.2 橋墩垂直度監(jiān)測

主橋高墩在墩身施工過程中影響因素較多，為保證主橋建成后，在設(shè)計(jì)合攏溫度下，橋墩線形滿足設(shè)計(jì)要求，主梁施工過程中墩頂變形滿足主梁線形要求，須對(duì)橋墩的垂直度進(jìn)行監(jiān)測。根據(jù)施工方案，5#高墩分為26個(gè)節(jié)段進(jìn)行滑膜施工，并對(duì)每一節(jié)段的施工情況進(jìn)行監(jiān)測，施工監(jiān)測點(diǎn)布置如圖2所示。

2.3 墩頂預(yù)拋高

由于5#墩很高，在實(shí)際施工中受到混凝土彈性壓縮、收縮徐變等因素的影響，橋墩可能會(huì)出現(xiàn)豎向變形，測試材料力學(xué)性能，確定混凝土的收縮徐變系數(shù)和彈性模量，經(jīng)過有限元計(jì)算，并計(jì)入施工中的基礎(chǔ)沉降，最終確定橋墩的預(yù)拋高值。

2.4 橋墩應(yīng)力監(jiān)測

由于墩身高達(dá)105m，墩身受風(fēng)力、溫度影響較大，所以為了進(jìn)行應(yīng)力觀測，應(yīng)在距離墩頂向下0.8m處和距離承臺(tái)頂面向上2.8m處的截面上分別布置4個(gè)鋼弦式應(yīng)力計(jì)。其傳感器埋設(shè)位置如圖3所示。

3 施工監(jiān)控和監(jiān)測目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

3.1 橋墩沉降監(jiān)測與監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)

3.1.1 水準(zhǔn)基點(diǎn)的引測

橋墩沉降觀測引用的水準(zhǔn)基點(diǎn)，初期采用應(yīng)急測量網(wǎng)水準(zhǔn)點(diǎn)（二等水準(zhǔn)點(diǎn)，點(diǎn)間距約200m），全線精密控制網(wǎng)建立后，應(yīng)改為精測網(wǎng)高程水準(zhǔn)點(diǎn)（二等水準(zhǔn)點(diǎn)，點(diǎn)間距約150～180m）。并將引用應(yīng)急測量網(wǎng)水準(zhǔn)基點(diǎn)得到的沉降觀測成果歸算到精測網(wǎng)高程系統(tǒng)之中。

沉降觀測從最近的水準(zhǔn)基點(diǎn)引測，引測前對(duì)引用水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行檢核，檢核采用復(fù)測方式進(jìn)行，將前后相鄰水準(zhǔn)基點(diǎn)之間的高差值與原高差值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)檢測的高差值與原高差值滿足？燮±4（l為兩相鄰水準(zhǔn)基點(diǎn)間的距離，單位km）時(shí)，可認(rèn)為擬引測水準(zhǔn)基點(diǎn)處于穩(wěn)固狀態(tài)。否則進(jìn)一步復(fù)測，查明原因、消除問題后再進(jìn)行引測。

3.1.2 測量方法

沉降觀測采用從鄰近水準(zhǔn)點(diǎn)測至沉降觀測點(diǎn)，再閉合至鄰近另一水準(zhǔn)基點(diǎn)的符合水準(zhǔn)路線法，有時(shí)根據(jù)需要也采用從鄰近水準(zhǔn)基點(diǎn)直接測至沉降觀測點(diǎn)、并進(jìn)行往返測的支路線法。

3.2 橋墩垂直度監(jiān)測與監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)

3.2.1 墩身測量要求

根據(jù)“橋規(guī)”要求：墩身軸線偏位為10mm，豎直度為0.3%H且不大于20mm，為滿足施工精度要求，墩身控制點(diǎn)坐標(biāo)誤差均應(yīng)控制在10mm。

3.2.2 測量方法

采用全站儀進(jìn)行邊線垂直度測量。完成模板支立后，對(duì)新型柱板式空心墩的關(guān)鍵點(diǎn)利用全站儀進(jìn)行復(fù)核，然后依據(jù)復(fù)核結(jié)果及時(shí)調(diào)整模板，使模板的各項(xiàng)參數(shù)更加符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足模板組裝精度要求。此外，完成砼澆筑后，應(yīng)及時(shí)測量砼結(jié)構(gòu)尺寸，觀察其是否存在異常，避免脹模等現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.2.3 數(shù)據(jù)分析及調(diào)整

以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為標(biāo)本，對(duì)比分析每一施工節(jié)段完成后測得的垂直度控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)，獲得施工誤差，并以此為依據(jù)調(diào)整下一節(jié)段施工時(shí)的模板。

3.3 橋墩應(yīng)力監(jiān)測與監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)

對(duì)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測與監(jiān)控時(shí)，采用理論和試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行，即首先根據(jù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)和幾何參數(shù)、施工荷載以及預(yù)應(yīng)力數(shù)值等確定出控制截面的位置并計(jì)算出控制點(diǎn)上的應(yīng)力，在相應(yīng)的點(diǎn)上布設(shè)應(yīng)力測試元件，然后根據(jù)施工進(jìn)度對(duì)理論值和實(shí)測值進(jìn)行比較，并分析和調(diào)整兩者不同的方面，保證橋梁施工時(shí)控制點(diǎn)上的最大應(yīng)力符合要求。

4 監(jiān)測頻次

初始測量在承臺(tái)施工完成24小時(shí)內(nèi)測試一次。以上各級(jí)承臺(tái)施工完成后24小時(shí)內(nèi)測試一次。橋墩施工完成后第1天測試一次。橋墩施工完成后第7天測試一次。橋墩施工完成后第14天測試一次。橋墩施工完成后1～3月，每第14天測試一次。橋墩施工完成后4～6月，每28天測試一次。具體實(shí)施時(shí)應(yīng)該針對(duì)現(xiàn)場的施工步驟和工況，但遇到突發(fā)緊急的異常情況，必須加密觀測頻率。

5 監(jiān)控資料的分析處理與評(píng)價(jià)

取得現(xiàn)場橋墩沉降的監(jiān)測資料后，及時(shí)進(jìn)行處理，排除儀器、讀數(shù)等操作過程中的失誤，剔除和識(shí)別各種粗大、偶然和系統(tǒng)誤差，避免漏測和錯(cuò)測，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和完整性，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)測量測資料的整理和初步定性分析工作。①繪出橋墩沉降隨時(shí)間的變化曲線，分析總結(jié)出橋墩沉降規(guī)律；②據(jù)已有的資料，對(duì)橋墩的沉降曲線進(jìn)行擬合，找出相對(duì)合理的橋墩沉降曲線函數(shù)；③運(yùn)用橋墩沉降曲線函數(shù)對(duì)橋墩以后的沉降進(jìn)行預(yù)測，并與以后的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行對(duì)照分析，進(jìn)一步修正沉降函數(shù)，如此反復(fù)，最終找出能近似準(zhǔn)確反映橋墩實(shí)際沉降的趨向關(guān)系式。

對(duì)每一測點(diǎn)的監(jiān)測結(jié)果要根據(jù)管理基準(zhǔn)和位移變化速率等綜合判斷結(jié)構(gòu)的狀況，并編寫月匯總報(bào)表及分析報(bào)告，及時(shí)反饋指導(dǎo)施工，調(diào)整施工參數(shù)，達(dá)到安全、快速、高效施工之目的。

當(dāng)橋墩沉降過大時(shí)，超過控制基準(zhǔn)或地表出現(xiàn)明顯的裂縫并不斷發(fā)展，應(yīng)立即采取措施處理。

6 總結(jié)

大跨度、特高墩除了對(duì)施工工藝要求嚴(yán)格外，更對(duì)測量技術(shù)提出了更高的要求，只有選擇科學(xué)的作業(yè)方法，理論聯(lián)系實(shí)踐，才能保證墩身的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱秀文.清水河大橋深基、高墩、大跨施工測量控制技術(shù)[J].北京：北京測繪，1996（3）.

[2]張俊慶，鄒永存.特大橋高墩施工測量控制技術(shù)[J].太原：山西建筑，2011（37）.

[3]王金龍.山區(qū)公路高墩施工測量及監(jiān)測[J].長沙：湖南交通科技，2008（34）.