高速鐵路連續梁施工監控應力監控探討

王 權

（中鐵十九局集團第一工程有限公司，遼寧遼陽 111000）

0 引言

隨著我國社會經濟的不斷運行，高速鐵路建設工程得到了快速的發展。從我國土地資源缺乏情況來看，為了減少農田的占用數量，加快列車運行速度，將橋梁形式引進入鐵路建設環節。在這一階段的施工中，現澆連續梁橋占據的比例較大，可是因為各項工程現澆連續梁的質量有高有低，因此對于美觀性產生了一定影響，加劇了列車運行風險出現的概率。為了增強橋梁施工的規范性，使橋梁澆筑高質量和安全的開展，可以邀請第三方機構對橋梁進行監督和控制。下面主要分析了監控期間的各項難題，提出了關鍵性的技術。

1 工程概況

商合杭高速鐵路，又名商杭高鐵、商杭客運專線，是一條連接河南省商丘市、安徽省合肥市與浙江省杭州市的高速鐵路，有“華東第二通道”之稱。“八縱八橫”高速鐵路主通道中“京港（臺）通道”“京滬通道”的重要組成部分。全長約794.55 km，設計時速350 km/h。

站前工程7 標段，為中鐵十九局施工位于安徽省阜陽市境內：標段里程范圍為DK192+000.11～DK217+997.45，正線長25.997 km。本標段含特大橋（25 997.34 延長米）1 座，制架箱梁742 孔，預制Ⅲ型板50 174 塊，鋪設Ⅲ型板無砟道床51.995 鋪軌千米，其中（72+128+72）m 跨濟廣高速現澆連續梁施工為本標段施工重點工程。在本次施工期間，主要是對現澆連續梁的施工進度進行控制，確保其可以處于正常有序的軌道中順利開展施工作業。

2 實施應力監測的目的和方式

橋梁施工監控工作具有長期性和繁瑣性特征，現場檢測數據的準確程度對于橋梁的施工進度和應力變化有著直接影響，整項監督控制環節隨著施工進度的實時性而使得橋梁施工更具安全性和合理性，通過實施應力監測工作來分析施工期間的各項問題，然后進行解決。

2.1 實施應力監測的目的

所謂應力監測，主要是指動態性地測試結構構件的主要工作狀態，而應力測試數據屬于施工控制期間的主要參數，同時也是對結構安全性進行評價的相關依據。在應力測試數據和計算值相偏離的情況下，應當對具體的原因進行探究，制定出完善的措施加以調整，從而保證施工結構的穩定性和安全性。

2.2 應力監測方式

依照施工進度，當前應力監控主要是指梁體應力控制，具體的控制流程為施工環節、測量工作、預測、識別、調整以及預告和施工等。控制內容主要包含兩個方面：一是施工數據采集系統，主要是指在梁體施工期間將應力測試傳感器設置到梁體控制截面敏感位置處，有效地整合和收集各項數據；二是資料分析仿真模擬計算系統，分析采集期間的相關數據，將其和理論控制計算結果相互比較分析，保障整體安全性。

因為橋梁工程包含的環節諸多、施工周期較長，因此應力監測數據是一項長期性的連續量測環節，這就需要借助安全、可靠及其耐久性強的傳感器件對結構的應力情況進行監測。對于施工現場較為復雜、連續性較長的量測過程來講，需要將初始零點當成起點進行應力監測。鋼弦式傳感器是當前應用最為廣泛的一種，這是因為該類傳感器穩定性極高，有一定的應變累計功能，抗干擾性能極高，數據收集比較便利。

2.3 埋設應變傳感器

埋設應變傳感器應處于橋梁主墩根部、邊跨和跨中位置應力測試斷面。其中，將5 個測點布設于墩頂箱梁截面部，目的是對箱梁頂板的應力進行測量，在底板布置對稱兩個測點測試底板應力。

以上各項截面的傳感器數據收集均可以于各塊段張拉以后進行，以此掌握具體的張拉效果。

3 統計檢測成果

當對橋梁施工環節進行監督控制的時候，應當結合現場施工進度，動態性的監督橋梁山谷結構施工期間梁體各項控制截面已經埋設的傳感器截面應力。其中，應力伴隨著上部施工變化而變化，與理論值相比有著明顯差別。通過分析來看，造成偏差的實質性原因如下：

（1）傳感器埋設方向的準確性出現的偏差，上部結構臨時堆放荷載有了明顯的改變，掛籃出現了移動現象。

（2）預應力張拉力度出現偏差現象，管道受損現象明顯，混凝土澆注量有一定差別。

（3）混凝土彈性模量、容重等參數和規范值有著明顯的差別。

（4）混凝土內部溫度變化和混凝土收縮徐變產生的影響。

（5）測試時間的差別、外界溫度場的變化和儀器自身誤差等。

（6）理論計算自身的近似性。

4 降低誤差出現概率的具體措施

梁體根部應力有著一定的復雜性，有著較多的影響因素。通過分析來看，在后期橋梁施工監控期間可以應用以下5 種措施來降低誤差。

（1）在施工期間，可以通過創新以及優化施工方式來降低誤差出現。施工企業還需要強化模板剛度，控制好箱梁的外形尺寸，防止發生箱梁超方以及減方現象。在懸臂施工連續橋梁中，因為兩懸臂端對稱荷載對于結構產生的影響要遠遠低于單側荷載，基于此，當施工期間發生兩側不平衡荷載的時候，可以考慮在較輕的一側處增加重量。對施工環節進行監督控制的時候，需要合理計算容重，明確考慮混凝土超方等問題。

（2）在結構處于懸臂狀態的情況下，橋面臨時荷載的影響效果和澆筑混凝土超方現象都具備一定的復雜性和隨機性特征，難以全面掌握。因此，在對施工環節進行管理期間，除了定期檢驗經常使用的設備之外，還需及時清理不再使用的設備，保持橋面荷載的平衡性。在計算期間，應重點考慮臨時荷載產生的影響，尤其是在掛籃定位的過程中，必須排除不平衡的臨時荷載影響，基于邊和中跨合攏之前將不必要的臨時荷載清除。

（3）在懸澆環節中，預應力束是連續梁橋承受負彎矩的基本構件，在預應力較弱的情況下，可能會產生主梁下撓以及混凝土裂縫等多個問題，更為嚴重的是還可能會加劇結構的受損性。為了降低預應力誤差現象的發生，除了強化對張拉力的控制力度之外，還應當對千斤頂和油表進行嚴格標定。另外，還要確保管道定位的準確性，疏通管道，減少管道的摩擦力。

（4）受溫度的影響，橋梁撓度發生了一系列的變化，該項變化表現為均勻溫差和箱梁上下緣縫溫度梯度，溫度本身經常發生改變，其對于施工監控產生的影響體現在掛籃定位方面。溫度影響性極高，每一座橋本身都有其明顯的特征，所以，在進行施工控制的前期階段，應當加強觀測力度，掌握相關規律，盡可能弱化溫度產生的影響。

（5）節段施工中的大跨徑混凝土橋梁還存在著一些問題，其中表現為加載齡期比較短以及各個梁段的齡期差別比較遠等，因此計算影響收縮徐變效應的準確性。可以結合實際情況選取與之相符的收縮徐變模式，根據現場試驗工作和施工監控經驗來明確相關的收縮徐變效應，這是最佳的一種方式。

5 結束語

在大跨度預應力混凝土連續梁橋快速發展和運行的背景下，加大對其的施工控制力度很有必要。本文結合大跨度預應力連續梁橋施工特征，分析了應力監控情況，提出了監控的建議和基本對策，希望可以有效提升我國大跨度連續橋梁施工的監督控制水平和質量。