縱目溝特大橋高墩墩身施工監測與監控馮上朝

劉莎

摘要： 高墩墩身監測是決定橋梁建設是否成功的關鍵性控制項目，本文以縱目溝特大橋為工程實例，對高墩施工測量控制關鍵技術進行分析，在橋墩沉降監測、橋墩垂直度監測、墩頂預拋高、橋墩應力監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.

關鍵詞： 高墩；沉降監測；垂直度監測；墩頂預拋高；橋墩應力監測

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

中圖分類號：U442.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）20-0138-02

1 工程概況

縱目溝特大橋位于黃土溝壑區，地形陡峻，溝谷深切。全橋由12孔簡支梁、4孔預應力混凝土連續剛構梁組成，其中2跨主跨連續梁跨徑均為136m。該橋的最高墩5#墩位于“v”深溝底部，墩高105m。該墩的施工監控是橋梁各項工序的重點，在確保大橋結構的安全和穩定方面起著關鍵性作用。

2 橋墩施工監測和監控主要內容

2.1 橋墩沉降監測

為能及時了解和控制橋墩的位置變化情況，需布設橋墩的沉降測點并對其進行相關的觀測。測點采用預埋鋼質測點樁，應在施工單位配合下進行布設。每個橋墩均設置承臺觀測標。測點布設方法：每個承臺4個觀測點，埋設位置如圖1所示。

2.2 橋墩垂直度監測

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，在設計合攏溫度下，橋墩線形滿足設計要求，主梁施工過程中墩頂變形滿足主梁線形要求，須對橋墩的垂直度進行監測。根據施工方案，5#高墩分為26個節段進行滑膜施工，并對每一節段的施工情況進行監測，施工監測點布置如圖2所示。

2.3 墩頂預拋高

由于5#墩很高，在實際施工中受到混凝土彈性壓縮、收縮徐變等因素的影響，橋墩可能會出現豎向變形，測試材料力學性能，確定混凝土的收縮徐變系數和彈性模量，經過有限元計算，并計入施工中的基礎沉降，最終確定橋墩的預拋高值。

2.4 橋墩應力監測

由于墩身高達105m，墩身受風力、溫度影響較大，所以為了進行應力觀測，應在距離墩頂向下0.8m處和距離承臺頂面向上2.8m處的截面上分別布置4個鋼弦式應力計。其傳感器埋設位置如圖3所示。

3 施工監控和監測目標的實現

3.1 橋墩沉降監測與監控的實現

3.1.1 水準基點的引測

橋墩沉降觀測引用的水準基點，初期采用應急測量網水準點（二等水準點，點間距約200m），全線精密控制網建立后，應改為精測網高程水準點（二等水準點，點間距約150～180m）。并將引用應急測量網水準基點得到的沉降觀測成果歸算到精測網高程系統之中。

沉降觀測從最近的水準基點引測，引測前對引用水準基點進行檢核，檢核采用復測方式進行，將前后相鄰水準基點之間的高差值與原高差值進行對比，當檢測的高差值與原高差值滿足？燮±4（l為兩相鄰水準基點間的距離，單位km）時，可認為擬引測水準基點處于穩固狀態。否則進一步復測，查明原因、消除問題后再進行引測。

3.1.2 測量方法

沉降觀測采用從鄰近水準點測至沉降觀測點，再閉合至鄰近另一水準基點的符合水準路線法，有時根據需要也采用從鄰近水準基點直接測至沉降觀測點、并進行往返測的支路線法。

3.2 橋墩垂直度監測與監控的實現

3.2.1 墩身測量要求

根據“橋規”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，墩身控制點坐標誤差均應控制在10mm。

3.2.2 測量方法

采用全站儀進行邊線垂直度測量。完成模板支立后，對新型柱板式空心墩的關鍵點利用全站儀進行復核，然后依據復核結果及時調整模板，使模板的各項參數更加符合相關規范標準，能夠滿足模板組裝精度要求。此外，完成砼澆筑后，應及時測量砼結構尺寸，觀察其是否存在異常，避免脹模等現象出現。

3.2.3 數據分析及調整

以設計數據為標本，對比分析每一施工節段完成后測得的垂直度控制點的數據，獲得施工誤差，并以此為依據調整下一節段施工時的模板。

3.3 橋墩應力監測與監控的實現

對應力進行監測與監控時，采用理論和試驗相結合的方法進行，即首先根據結構的力學和幾何參數、施工荷載以及預應力數值等確定出控制截面的位置并計算出控制點上的應力，在相應的點上布設應力測試元件，然后根據施工進度對理論值和實測值進行比較，并分析和調整兩者不同的方面，保證橋梁施工時控制點上的最大應力符合要求。

4 監測頻次

初始測量在承臺施工完成24小時內測試一次。以上各級承臺施工完成后24小時內測試一次。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。具體實施時應該針對現場的施工步驟和工況，但遇到突發緊急的異常情況，必須加密觀測頻率。

5 監控資料的分析處理與評價

取得現場橋墩沉降的監測資料后，及時進行處理，排除儀器、讀數等操作過程中的失誤，剔除和識別各種粗大、偶然和系統誤差，避免漏測和錯測，保證監測數據的可靠性和完整性，采用計算機進行監測量測資料的整理和初步定性分析工作。①繪出橋墩沉降隨時間的變化曲線，分析總結出橋墩沉降規律；②據已有的資料，對橋墩的沉降曲線進行擬合，找出相對合理的橋墩沉降曲線函數；③運用橋墩沉降曲線函數對橋墩以后的沉降進行預測，并與以后的監測結果進行對照分析，進一步修正沉降函數，如此反復，最終找出能近似準確反映橋墩實際沉降的趨向關系式。

對每一測點的監測結果要根據管理基準和位移變化速率等綜合判斷結構的狀況，并編寫月匯總報表及分析報告，及時反饋指導施工，調整施工參數，達到安全、快速、高效施工之目的。

當橋墩沉降過大時，超過控制基準或地表出現明顯的裂縫并不斷發展，應立即采取措施處理。

6 總結

大跨度、特高墩除了對施工工藝要求嚴格外，更對測量技術提出了更高的要求，只有選擇科學的作業方法，理論聯系實踐，才能保證墩身的質量達到設計要求。

參考文獻：

[1]朱秀文.清水河大橋深基、高墩、大跨施工測量控制技術[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[J].太原：山西建筑，2011（37）.

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