鋼桁架橋梁在施工過程中的監測與控制

趙浩猛 魏懷瑜

摘要：現階段隨著我國科學技術的快速發展，眾多建設項目也在不斷增多，而在橋梁施工中其建筑空間的結構形式也呈現出科學化、多樣性發展，并依據大跨度鋼結構提升了施工速度以及施工質量。為此，本文主要分析在鋼桁架橋梁施工過程中，測量階段的監控要點，并為提高建筑橋梁造型美觀性、鋼桁架橋梁結構抗震性提出科學合理的監測手段，以供參考。

關鍵詞：鋼桁架;橋梁施工;施工過程;監測控制

一、鋼桁架橋梁施工案例分析

在鋼桁架橋梁施工中，一般是將橋梁架設起四幅鋼桁架橋梁，其中邊側兩幅為一南一北兩座地面輔道橋，中間兩幅為東西雙向的主線高架橋。其中，鋼桁架橋梁施工對于測量有一定的要求，計算內容主要有橋梁基礎數據，如橋下凈空、欄桿高度、人行道寬度等等。在進行鋼桁架橋梁施工時，應進行合理監控并利用專業測量儀器對橋梁的橋面、上部結構以及下部結構進行全面檢測并實地判斷病害原因，作出技術狀況評定，并提出修繕建議。可利用人工觀測、設備測量、橋梁檢測車、登高車等方式，對橋梁橋面鋪裝、伸縮裝置、排水設施、支座、梁板、橋臺、墩柱等構件進行逐一排查，并詳細記錄，進而確保鋼桁架橋梁滿足施工設計要求，避免因鋼桁架線形、應力出現變化對整體施工造成影響。

二、鋼桁架橋梁施工監測與控制概述

在鋼桁架橋梁實際施工中，由于涉及到的施工技術較多，其環節相對復雜，以此一般采取分階段逐步完成法開展橋梁施工。首先，鋼桁架橋梁施工在經過漫長的結構轉換體系后，應基于施工過程變形、受力進行計算與分析，并以此以施工監測控制確保鋼桁架橋梁不出現任何質量問題。其次，在鋼桁架橋梁監測與控制中，其目的是確保施工過程結構的安全、可靠、穩定，也是確保鋼桁架橋成型的主要環節，對于鋼桁架橋梁線形以及受力狀態都應符合設計要求，并以科學合理的施工監控，重點針對鋼桁架橋梁受力狀態、變形要素等核心部位進行計算，在以預測、檢測完成控制時應使鋼桁架橋梁誤差減少，鋼桁架橋梁結構狀態達到最優。

三、鋼桁架橋梁施工監測與控制分析

（一）仿真計算

在鋼桁架橋梁施工中，應利用仿真計算針對橋梁上部結構受力體系進行分析， 并依據仿真計算結果確定好鋼桁架橋梁施工方案、施工技術以及選取的施工材料，進而合理針對鋼桁架橋梁施工相關的截面位移點以及應力情況進行計算。例如，在以仿真計算針對鋼桁架橋梁結構進行計算分析時，可利用有限元程序對該鋼桁架橋梁主橋上部結構建立好結構離散模型，并根據離散模型劃分好單元點、節點以及計算幾何模型等。

（二）監控要點

在鋼桁架橋梁施工中，其施工監控應包括施工監測與施工控制，并依據科學合理的施工監測、施工監控結果反映出施工實際情況以及施工技術。例如，在鋼桁架橋梁進行合理的監工時，應重點對鋼桁架橋梁已知的施工結構變為、應力、溫度進行檢測;在控制階段應根據監測結果、理論值進行對比，并選擇最優估計、實時仿真分析、預測、狀態修正、狀態調整等辦法重點對鋼桁架橋梁已知結構進行調整，并針對鋼桁架橋梁未修建的部位進行考量，在考量后應確保鋼桁架橋梁結構達到理想的內力狀態。

（三）鋼桁架平面線形監測

在針對鋼桁架進行監測時，應利用科學合理的測量手段，將測量控制網引入基點為基礎測點，并依據精密全站儀架設利用全站儀測量待測點的平面坐標開展平面線形監測。在平面線形監測中，應合理將全站儀監測待監測點的平面坐標與理論值達到比較狀態。在比較完畢后，應依據平面坐標分析出鋼桁架橋梁各個施工誤差，并基于鋼桁架橋梁施工要求、施工技術、施工特點重點針對鋼桁架拼裝、整體吊裝等一些基礎性施工內容開展二次平面線形測量。

（四）鋼桁架豎向位移監測

在鋼桁架橋梁施工中，應針對鋼桁架豎向位移點進行監測，其監測的內容應依據鋼桁架豎向位移檢測通過每個節點布設的測點為基礎，并合理利用全站儀檢測針對各個節點坐標進行測量。并且，在實際的鋼桁架施工中應將其監測與控制，保持在可以對橋梁線形進行精準性檢測內，進而依據鋼桁架橋梁拼裝完成后形成的時線形進行復測。

（五）鋼桁架位點監測

在針對鋼桁架位點進行監測時，應在安裝階段監測地面焊接質量、焊接焊縫要求等，其上述工序應滿足施工設計要求以及規范規定。在鋼結構支座、軸承面板中應確保與鋼桁架橋梁施工達成一致，并依據鋼桁架位點的垂直度、側向彎曲偏差值、主體鋼結構的整體平面彎曲值進行科學合理的監測。

（六）鋼桁架吊裝監測

在進行鋼桁架吊裝監測時，應分為以下幾步驟，其一是在鋼桁架橋梁完成施工后，應將橋梁吊裝到位，并進行線形復測，并依據復測結果確保測量結果與豎向線形相相差不超過3mm。其二，為確保鋼桁架橋梁施工時其弦桿、腹桿應力情況可以滿足施工要求，應以下弦桿應力、上弦桿應力、斜腹應力、豎腹桿應力進行檢測，應確保應力變化與理論值變化趨勢可以達成一致，并允許應力帶下均小于規范的允許值。例如，在針對斜腹桿應力進行監測時，應重點將鋼桁架吊裝到位后依據斜腹桿應力監測結果針對小樁號、大樁號顯示出拉應力、負壓力等。以此在保障斜腹桿應力變化與理論值變化趨勢一致時，應滿足應力大小均小于規定允許值的監測要求。例如，在上弦桿壓力監測中，應合理按照鋼桁架吊裝要求以上弦桿應力監測結果確保鋼桁架上弦桿滿足應力變化與理論值變化。

（七）鋼絲繩的選用及驗算

在鋼桁架橋梁施工中重點針對鋼絲繩進行驗算工作。首先，在鋼桁架鋼絲繩驗算前應依據鋼桁架橋梁施工要求以及起重吊裝規范合理選擇適宜的鋼絲繩，如JGJ276-2012，并將鋼絲繩允許拉應力為1850N/mm2，吊索鋼絲破斷拉力總和為1040x0.82=852.8kN。根據上述受力計算，300t吊機吊索總受力18.129t，采用雙支起吊，吊索夾角為60°，每吊點吊索拉力為0.58x18.129x10=105.15kN，滿足了鋼桁架橋梁受力要求。其次，在選擇吊索鋼絲繩時，應將其允許拉應力為1850N/mm2，吊索鋼絲破斷拉力總和為631.5×0.82=517.8kN。根據上述受力計算，100t吊機吊索總受力11.57t，采用雙支起吊，并確保每吊點吊索拉力為0.58x11.57x10=67.106kN。安全系數517.8÷67.106=7.7>K=（6-8），滿足要求。

（八）鋼桁架變形監測

在針對鋼桁架變形進行監測時，為確保滿足鋼桁架橋梁施工質量要求，在開展變形監測前應做好記錄工作，并依據每個節點進行細節化監測。首先，應確保在不改變原桁架受力體系時，讓鋼桁架變形控制在允許范圍內，應當采取反復比選及專家論證的方式，選擇合理的監測技術。其次，應針對撓度監測分別重點部分監測位置，并合理利用信息技術，可將鋼桁架在架設后按照每個間隔觀測點的距離，安裝適應的感應器，并在鋼桁架出現變形時，利用計算機軟件讓技術人員隨時觀測變形值。最后，在鋼桁架變形監測中，技術人員應合理觀察鋼桁架變形值，并依據施工要求進行及時調整;應重點監測鋼桁架溫度以及風力對鋼桁架橋梁施工造成的波動情況，并將其控制在允許的范圍內，避免出現累計誤差影響鋼桁架橋梁設計規范性以及整體工程質量。

結束語：

綜上所述，鋼桁架橋梁施工監測與控制是確保鋼桁架橋梁施工質量的主要環節。在進行鋼桁架監測時，應基于鋼桁架發展現狀，并明確鋼桁架橋梁施工使用的技術，在以科學合理的手段進行監測時，應針對鋼桁架橋梁理論計算與實際施工要求，重點針對鋼桁架線形、應力變化情況以科學的計算分析，確保計算技術滿足鋼桁架施工要求，并確保鋼桁架橋梁達到設計規范要點。

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