内容发布更新时间 : 2024/11/2 14:22:55星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

大跨径连续刚构弯箱梁桥的施工监控

于强猛 王生宁

【摘要】本文以浦南高速公路常坑大桥为例，介绍大跨径连续刚构弯箱梁桥施工监控的原则、监控工况的选择、监控计算、现场测试工作、参数识别、标高的控制，并讨论了连续刚构桥主墩设置预偏量的必要性，以及在施工时主墩未设置预偏量的补救措施，为同类型桥梁的施工控制提供借鉴。

【关键词】连续刚构 施工监控

1工程概况

常坑大桥主桥采用大跨径连续刚构弯箱梁桥，三跨连续T构，全长220M，跨径组合为（60＋100＋60）。大桥选用分节段悬臂施工，预应力索分阶段张拉，主梁在自重等竖向荷载作用下除产生弯曲内力外，还会产生扭转内力，结构受力将比较复杂。箱梁横截面为单箱单室变截面直腹板箱形断面，箱梁顶板宽度为12.25m，底宽6.25m，箱梁梁体两翼板悬臂长度为3.0m；箱梁高度在中间支点处5.6m，边跨直线段及主跨跨中处2.5m，其高跨比分别为1：17.86和1：40。

2施工控制目的与意义

作为大跨径连续刚构弯箱梁，施工监控就是通过对施工过程中桥梁结构各部分的变形量、应变应力进行监测和监控，确保施工过程中桥梁结构的合拢精度和成桥后结构的线型符合设计要求。通过在施工过程中对桥梁结构进行实时监测，可以根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应的调整。并且在已建结构偏离控制目标时及时调整下一阶段的挂篮定位标高，以保证结构线形的平顺，并监控实际内力分布，使箱梁始终处于安全受力范围内。

大跨径连续刚构弯箱梁是一种多次超静定体系，尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是由于施工过程的复杂性，事先难以精确估计结构的实际状态，施工过程中各种复杂的因素都有可能引起结构的几何形状及内力状况的改变。因此对其进行线位控制与应变应力控制十分重要。影响施工过程中桥梁结构线形及内力的因素主要有以下几方面：箱梁混凝土的块重、混凝土弹性模量，混凝土收缩、徐变、配筋误差、预应力索道位置误差、张拉力误差；测量误差以及桥梁施工临时荷载等等。

3 施工控制原则

施工控制的总体原则就是实现设计对成桥目标的要求，为了实现这一目标，需在施工过程中对各阶段进行有效控制，修正在施工过程中各种影响成桥目标的参数误差，确保成桥后的线型满足计算要求。本桥将对施工阶段桥梁结构线形及箱梁内力状况进行监控，其中以线形控制为主，应力控制为辅。

4 施工控制方法

本桥采用基于最小二乘法的纠偏终点方法，加上了一个系统参数识别过程，即为施工——量测——参数识别——分析——修正——预测——施工的循环过程，即在施工过程中，比较结构测量的受力状态与模型计算结果，依据两者的误差进行参数调整（识别），使模型的输出结果与实际测量的结果相一致。利用修正的计算模型参数，重新计算各施工阶段的理想状态，按反馈控制方法对结构进行控制。在每一工况返回结构的量测数据之后，要对这些数据进行综合分析和判断，以了解已存在的误差，并同时进行误差原因分析。在这一基础上，将产生的误差的原因尽量予以消除，给出下一个工况的施工控制指令，使现场施工形成良性循环。这样，经过几个工况的反复识别后，计算模型就基本上与实际结构相一致了，在此基础上可以对施工状态进行更好的控制。但是，在运用上述思路时，应根据具体桥型控制的不同特点，采取不同的对策；在施工前确定合理的施工步骤、现场严格按预定的施工步骤进行施工、及时发现和纠正已经存在的误差是本桥施工控制的关键。

5 施工控制的计算

采用同济大学同豪土木工程咨询有限公司的“桥梁博士”结构计算软件。桥梁博士软件为国内较通用的用于桥梁设计计算与监控的软件。关于桥梁结构的离散化，主梁和墩采用线性梁单元进行模拟，主梁和墩顶的约束关系通过释放梁端部约束来模拟，主墩墩基结合部视为固定支座，两边跨端视为活动铰支座。由于主桥合拢前后结构体系将发生转变，即对称的单“T”静定结构转变为对称的超静定结构。故在合拢前，只需要单“T”分别进行调整。

6 施工过程现场测量

现场监测监控的主要内容包括线形控制与应力控制，根据以往监控经验，及考虑到应力测试过程中影响因素太多，在常坑桥的监控过程中以线形控制为主，应力控制为辅。线形控制包括挠度观测与平面位置观测。

同时为了使监控工作能更好地配合施工工作，为理论计算提供结构实际参数，必须进行必要的辅助试验，如挂蓝试验、托架与支架静载试验、混凝土弹模及容重测试、温度观测等。

6.1标高观测

为了保证常坑桥主桥预应力混凝土连续刚构采用悬臂浇筑施工方法的质量和安全，控制每一梁段施工的中线位置和标高，监测施工过程中各块箱梁的挠度变化情况，为箱梁标高调整提供依据，保证悬臂浇筑施工的悬臂合拢平面和高程差控制在设计要求的范围之内，标高测量使用Topcon AT-G2 精密水准仪，高程控制网使用施工控制网。施工控制网包括平面控制网和高程控制网。

如图6-1所示在桥墩上0#块箱梁平面布置9个施工控制基准点，组成一个矩形控制网。

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箱 梁 中 心 线 图6-1 高程观测基准点布置图（单位：cm）

6.2箱梁平面位置观测

高程控制点作为平面位置的控制点，在墩顶位置设置3个长期平面位置观测点，其余各箱梁节段顶板的梁轴线上设置1个长期平面位置观测点（位置处于梁中）。这些标高观测点的平面位置保证有足够的精度（平面位置误差在2mm以内），才能进行平面位置监控。

6.3应力监测

为了保证常坑大桥在施工过程的结构安全，及时掌握结构的受力状态，在大桥的左幅1号段截面和合龙截面，共4个截面安装了应变传感器。具体位置示意如图6－3（a）所示。应变计按预定的测试方向固定在主筋上，测试导线引至混凝土表面。共布置24个应力量测点，每个截面布设布置6个测点。在每一节段施工过程中应该进行的测试工况：①浇注混凝土后；②预应力张拉后，共2个测次。主梁合龙及二期恒载施工完毕也应各进行1次应力测试。

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