某立交橋長期監測研究分析

張 楠

(洛陽市信昌道橋工程有限責任公司，河南 洛陽 471000)

1 工程概況

該橋為20 m+2×25 m+20 m預應力混凝土現澆連續梁橋，下部結構橋墩為獨柱式，橋臺為雙柱式，鉆孔灌注樁基礎。橋梁設計荷載為汽車-超20級，掛車-120級，于2005年8月通車，運營至今。橋位處為交通要道，通行的超載車輛數量很多，根據交通量調查發現，該路段的高峰時段為四個，單位時間內交通量均高于100輛，分別為上午9∶00～12∶00，下午15∶00～16∶00；該路段的車流輛最小時段在22∶00～1∶00，單位時間內交通量均低于10輛。在該路上行駛的車輛以中貨車為主，它占了絕大部分比例，由西往東和由東往西分別占單向車流總量的94.14%、92.83%，且中貨車來往車輛基本持平。在該路上行駛的車輛以中貨車為主，由西往東為滿載車輛，高峰時段為2∶∶00～3∶00，17∶00～18∶00，單位時間內交通量分別為73和65輛，由東往西為空載車輛，高峰時段為12∶00～13∶00，單位時間內交通量分別為89輛。同時結合以往檢測報告發現該橋病害較多，且下部結構為獨柱式橋墩，存在傾覆的風險，因此有必要對該橋進行了交通量調查及長期監測。

2 監測目的

通過長期對特殊性橋梁進行安全監測，可以實時獲取橋梁的結構信息，把握橋梁結構的健康狀態，對大橋出現的損傷進行及時報警和定性、定位分析，提供維修建議，為橋梁進一步的維修、養護、加固與改造等措施提供可靠的數據依據。主要表現在以下幾方面。

(1)通過對橋墩及橋臺進行長期觀測，掌握墩臺在運營荷載反復作用下有無沉降發生(特別是不均勻沉降)。

(2)通過對橋面高程進行觀測，掌握橋梁線形變化情況，并根據橋面線形的測試結果推斷梁體有無出現下撓，整體剛度有無出現弱化。撓度是橋梁結構最重要及最直觀的指標之一。橋梁結構由于主要部位出現缺損、缺陷，如裂縫、銹蝕、錯位、沉降及混凝土的收縮變化等，撓度將發生變化，通過撓度長期監測，保證結構的安全性。

(3)通過長期監測，可以了解橋梁現有病害的發展趨勢，對橋梁安全運營的影響程度，根據監測數據針對性的做出養護方案。例如橋梁梁體下撓是否持續發展，都可以對比監測數據一目了然。

(4)通過長期監測，進一步完善和建立、健全現有的橋梁管理系統，建立和積累必要的技術要案資料，提高橋梁管理水平。

3 測點布置及觀測方法

3.1 基準點布設及觀測

基準點采用假設相對獨立的坐標系統，布設平面、高程基準點，根據現場情況平面和高程可以共用一套點。監測中基準點的穩定性與永久性非常重要。所有監測成果，包括坐標、距離、角度、方位角、高程等都是以標石中心標志為準。為保證所測成果精確，此次將采用不易腐爛、耐磨的金屬標志。詳見表1～表2。

表1 基準網主要技術要求

表2 基準高程網主要技術要求

3.2 橋面永久觀測點布置及觀測

橋面高程觀測點沿護欄內側布置，觀測點采用不銹鋼球冠型端頭鋼釘做成，埋設于橋面水泥混凝土鋪裝中，端頭平齊橋面。觀測點布設在防撞墻內側20 cm處，從0#臺1 m處，沿橋面每2 m設置一個截面，共計45個截面，每個截面左、右側護欄各一個，共計90個測點。橋面標高觀測采用Leica DNA03水準儀觀測標高。高程觀測方法采用徠卡精密水準儀，以高程基準點起始，對永久觀測點構成水準閉合環路線進行觀測，經過對原始觀測數據的檢查、平差、計算出永久觀測點的高程值。利用基準點、工作基點對各設施觀測點進行連續高精度觀測，采集初始值。由于橋面震動較大，常規線路水準誤差累積對精度影響較大，故采用水準測量的方法進行測量，但限于結構形式，橋墩間距不完全相同，故部分測站前后視距差無法保證。高程觀測方法采用水準測量方法，進行閉合環路測量，周期性觀測均采用單程觀測。

利用基準點、工作基點對各觀測點進行連續高精度觀測，采集初始值。變形觀測精度等級及技術要求。

根據《建筑變形測量規范》，本工程變形測量采用二級精度，沉降觀測精度及技術要求見表3。

表3 沉降觀測精度及技術要求

4 監測結果

全橋設置1個基準點，3個校準點，設基準點坐標為(0，0，0)，以基準點基礎建立坐標系，測量墩柱各測點三維坐標，測量結果見表4。

表4 墩柱各測點測量結果

橋面左右兩側標高存在一定偏差，相差最大值為45.1 mm發生在距0#臺49 m處，相差平均值為6.7 mm。

5 技術建議

結合該橋以往外觀檢查、動荷載試驗結果及監測情況，對該橋存在的主要病害，建議采取如下維修和加固措施。

(1)橋面鋪裝多處嚴重破損、坑槽現象，露骨、脫皮嚴重；伸縮縫處、橋頭均存在較為嚴重的跳車。其主要原因是該橋梁通行超載車輛較多，其中從西向東方向滿載重車較多，從東向西方向空車較多，從現場情況來看從西向東方向橋面鋪裝病害相對較為嚴重；鑒于橋面鋪裝病害較為嚴重，建議采用高標號混凝土重筑該橋橋面鋪裝和路橋連接處路面；同時加強對超限車輛治理，禁止超載車輛通行，增設限高、限寬設施。

(2)針對橋面出現嚴重的積泥，泄水管缺失等現象。建議在日常養護時將橋面雜土清除至橋外并及時清理疏通堵塞的泄水孔，修復泄水管，保障排水暢通。

(3)建議鑿除松脫、剝離等已損壞的背墻混凝土，然后用環氧樹脂砂漿或其它高強材料予以修補。

(4)針對本橋的其它輕微病害，建議做好日常養護和定期檢查。