某預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工監(jiān)測

鄧勇

(大連交通大學(xué) 基建處，遼寧大連 116028)*

某預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工監(jiān)測

鄧勇

(大連交通大學(xué) 基建處，遼寧大連 116028)*

對某連續(xù)梁橋施工過程進行監(jiān)控研究，保證施工過程中線形和應(yīng)力在安全可靠的范圍內(nèi).主要采用電子水準儀水準測量方法對梁體標高進行測量，在施工作業(yè)過程中測量連續(xù)梁的應(yīng)力時采用任丘市新北儀器廠生產(chǎn)的XB-160型振弦式混凝土應(yīng)變計和配套的XB-180型振弦讀數(shù)儀.監(jiān)測結(jié)果表明:梁體實測標高與計算標高偏差最大為+15 mm，符合規(guī)范要求.梁體應(yīng)力也在混凝土強度范圍內(nèi)，未出現(xiàn)張拉偏心、不均等不良影響.可以作為同類工程施工監(jiān)測參考.

連續(xù)梁橋;施工監(jiān)測;標高;應(yīng)力

0 引言

大跨度橋梁在建設(shè)和使用過程中的安全性、長久性和功能性等問題逐漸成為土木工程人員和普通大眾關(guān)注的焦點［1-2］.在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的眾多施工方法中應(yīng)用最為廣泛的是自架設(shè)體系施工方法(包括懸臂澆筑法和懸臂拼裝法)，但是該法在施工過程中橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移較為復(fù)雜多變［3-4］.雖然我國橋梁建設(shè)事業(yè)取得了傲人的成績，但是橋梁安全事故也時有發(fā)生.為防范大型橋梁安全事故，避免不必要的生命財產(chǎn)損失，土木工程專業(yè)人士找到了一種有效的方法—橋梁施工控制，其重要性和優(yōu)越性已日漸顯露［5］.為保證在各個施工階段主梁應(yīng)力和變形誤差處于安全可控范圍內(nèi)，在整個作業(yè)過程中對梁體實施量測和控制已不可或缺［6-7］.本文對某預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工監(jiān)測，可以作為同類工程施工監(jiān)測參考.

1 工程背景

某預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁大橋位于山東境內(nèi)的黃河段上，其主橋梁體上部結(jié)構(gòu)如圖1所示，主橋下部橋墩采用空心矩形墩，基礎(chǔ)為承臺、鉆孔灌注樁基礎(chǔ).計算跨度為(48+80+48)m，邊支座中心線至梁端0.75 m，梁全長177.5 m，梁底下緣線按二次拋物線變化.橋墩處零號塊采用落地支架澆筑，其它部位采用掛籃懸臂澆筑，梁體采用C50混凝土.

圖1 某預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋主橋上部結(jié)構(gòu)

2 監(jiān)測方案

2.1 高程(撓度)控制

對于掛籃懸臂澆筑施工的橋梁，在每個塊件施工前給出立模標高，控制主梁線形，以保證分塊懸臂澆注的主梁線形平順，并確保主梁成橋標高與設(shè)計文件規(guī)定的成橋標高之間的誤差在+15～－5 mm.對于落地支架現(xiàn)澆部分的橋梁，將根據(jù)主梁的澆筑方案、主梁預(yù)應(yīng)力的張拉順序以及支架結(jié)構(gòu)的具體情況給出模板標高，以保證梁頂高程符合設(shè)計高程.

高程測量在控制連續(xù)梁線形中發(fā)揮了最主要的作用，高程測量截面設(shè)置在各施工梁段端部內(nèi)側(cè)處，為了在觀測連續(xù)梁高程的同時觀測其是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，以連續(xù)梁縱向中軸線為對稱軸在每個測量截面上對稱布置兩個標高測點，示意圖如圖2.

每個梁段頂板鋼筋綁扎完畢后，用Φ16 mm鋼筋焊在頂板頂層鋼筋上，澆完混凝土后露出2～3 cm為宜，并做好記號.標高測點埋設(shè)應(yīng)牢固可靠，盡量靠近腹板，不妨礙施工及掛籃的行走、固定等，易于保護.測點離梁段端部10 cm.

太陽輻射對梁體撓度有很大的影響，所以應(yīng)盡量在早晨太陽出來之前測量連續(xù)梁標高.整個監(jiān)測階段標高測量時間點為:澆筑混凝土前;澆筑混凝土后;張拉預(yù)應(yīng)力后;合龍邊跨前后;合龍中跨前后.

圖2 斷面標高測點

圖3 應(yīng)變計布置示意圖

2.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制

本工程采用任丘市新北儀器廠生產(chǎn)的XB-160型振弦式混凝土應(yīng)變計和配套的XB-180型振弦讀數(shù)儀測量施工過程中梁體應(yīng)力，此應(yīng)變計具有高精度(＜1 με)、大量程(1 200 με)、溫度誤差小、性能穩(wěn)定等優(yōu)點.

連續(xù)梁應(yīng)力測試截面布置在支座附近、L/4、L/2等關(guān)鍵截面，共11個截面.各截面混凝土應(yīng)變計的埋設(shè)位置如圖3所示，布置4根混凝土應(yīng)變計，并使傳感器固定在頂板頂層鋼筋網(wǎng)的下側(cè)和底板底層鋼筋網(wǎng)的上側(cè)，實際布設(shè)時可根據(jù)現(xiàn)場情況作適當?shù)恼{(diào)整.

混凝土應(yīng)變計中的鋼弦在周圍混凝土變形下而變形(即伸長或縮短)，其自振頻率也隨之變大或變小.用讀數(shù)儀測量應(yīng)變計的自振頻率再計算出應(yīng)變值，由應(yīng)變換算得到相同位置混凝土的應(yīng)力值 σc=Ec·εg，式中，σc為連續(xù)梁某點的應(yīng)力;Ec為連續(xù)梁所用混凝土的跟標號有關(guān)的彈模;εg為混凝土應(yīng)變計的應(yīng)變.

太陽輻射引起的不均勻溫差對梁體應(yīng)力影響很大，所以應(yīng)在早晨太陽出來之前測量梁體應(yīng)力，在整個監(jiān)測階段中主要觀測階段有:①澆筑后混凝土;②張拉預(yù)應(yīng)力前;③張拉預(yù)應(yīng)力后;④合龍邊(中)跨前、后.

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 線形監(jiān)測

成橋后的梁體標高與設(shè)計標高的偏差應(yīng)符合鐵建設(shè)［2005］160號《客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》規(guī)定:連續(xù)梁頂面高程差控制在－5 mm和+15 mm之間，合龍高程差不大于15 mm.這是線形監(jiān)測的目標所在.

部分測點(橋梁中心線測點)實測數(shù)據(jù)及偏差見圖4，其中圖4中“距離”為主梁北端起向南的相對距離.

圖4 實測線形與設(shè)計線形偏差

從橋面線形實測結(jié)果可以看出，其中跨中標高偏高，最大偏差為+15.0 mm，邊跨標高偏低，最大偏差為－2.9 mm，《客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》中的要求已滿足，梁段頂面高程差控制在－5 mm和+15 mm之間，有利于抵制后期混凝土收縮徐變等帶來的跨中下?lián)系那闆r，滿足設(shè)計要求.

3.2 應(yīng)力監(jiān)測

在整個施工監(jiān)控中另一個扮演著重要角色的是連續(xù)梁的應(yīng)力監(jiān)測，連續(xù)梁的應(yīng)力大小對其自身內(nèi)力和變形有著決定性作用，所以其值大小不應(yīng)該超出合適的控制范圍.附表給出了部分測點在中跨合龍后的應(yīng)力值(表中“左”“右”為面向南端時的左右).

附表 部分測試斷面應(yīng)力值單位 MPa

排除了應(yīng)變計的固定位置偏差、梁體混凝土收縮徐變、大氣條件等因素的作用后，從表2的數(shù)據(jù)可以看出，各測點應(yīng)力值大小在安全可控范圍內(nèi)，左右相差不大，可以認為一致，未出現(xiàn)偏拉等不安全狀況，達到監(jiān)控之目的.

4 結(jié)論

本文針對某預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋進行施工監(jiān)控研究，監(jiān)測結(jié)果表明:

(1)標高實測值與計算值最大正偏差為+15 mm，最大負偏差為－2.9 mm，符合《客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》要求，梁段頂面高程差控制在－5 mm和+15 mm之間;

(2)梁體拉、壓應(yīng)力值正常，無張拉不均、偏心等不利情況，最大拉應(yīng)力為1.63 MPa，最大壓應(yīng)力為－7.88 MPa，未超出混凝土的抗拉和抗壓強度允許值要求，在可控安全范圍內(nèi);

(3)主梁施工階段監(jiān)測結(jié)果較為理想，建議在后續(xù)鋪軌施工階段能繼續(xù)嚴格實施安全監(jiān)控措施，保證橋梁工程的質(zhì)量和安全.

［1］陳樹禮，蘇木標，張文學(xué).混凝土連續(xù)梁橋施工階段應(yīng)力監(jiān)測研究［J］.石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報，2004，17(3):38-42.

［2］邱式中.橋梁施工控制技術(shù)［J］.預(yù)應(yīng)力技術(shù)，2008(5):33-40.

［3］朱春龍.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)［J］.城市建設(shè)理論研究，2012，22(3):33-35.

［4］甘雨.大跨橋梁施工監(jiān)測應(yīng)力誤差分析［J］.中國水運，2007，5(1):89-90.

［5］韓紅春.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂施工控制研究與實踐［D］.成都，西南交通大學(xué)，2007.

［6］徐遠明.大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工控制［D］.長沙，長沙理工大學(xué)，2008.

［7］陳亮.預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工與有限元模擬［D］.長春，吉林大學(xué)，2010.

B

1673-9590(2014)03-0115-03

10.13291/j.cnki.djdxac.2014.03.027

2013-10-20

鄧勇(1977－)，男，工程師，學(xué)士，主要從事建筑工程和橋梁與隧道工程結(jié)構(gòu)的研究

E-mail:dengyong1@163.com.

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