談大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控

龔振球

(上海同濟(jì)建設(shè)工程質(zhì)量檢測站，上?！?00092)

談大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控

龔振球

(上海同濟(jì)建設(shè)工程質(zhì)量檢測站，上海200092)

摘要:介紹了大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控的目的，從方案編制、結(jié)構(gòu)計(jì)算、監(jiān)控步驟、監(jiān)控原則等方面，闡述了該類型橋梁施工監(jiān)控的工作內(nèi)容及注意事項(xiàng)，為橋梁的順利施工提供了條件。

關(guān)鍵詞:連續(xù)剛構(gòu)橋，施工監(jiān)控，掛籃，合龍段

1　概述

隨著我國高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐漸往中西部方向擴(kuò)展延伸，線路經(jīng)常需要橋梁來跨越山澗河谷。連續(xù)剛構(gòu)橋以其良好的跨越能力、施工方法的簡便性、工程造價的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在上述地區(qū)使用較多。但橋梁在施工過程中，由于受到施工臨時荷載、預(yù)應(yīng)力張拉準(zhǔn)確性、混凝土的收縮徐變、環(huán)境溫濕度等因素的影響，結(jié)構(gòu)的受力、變形狀態(tài)往往與事先估計(jì)的有所差別，嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致橋梁合龍高差過大、結(jié)構(gòu)線形不平順，甚至威脅橋梁結(jié)構(gòu)的安全。

為實(shí)現(xiàn)對大橋施工期間的線形、應(yīng)力等內(nèi)容進(jìn)行有效的控制和合理的調(diào)整，施工監(jiān)控根據(jù)施工全過程實(shí)際發(fā)生的各項(xiàng)影響橋梁應(yīng)力、變形的參數(shù)，結(jié)合施工過程中測得的各階段應(yīng)力與變形數(shù)據(jù)，及時分析各施工階段中實(shí)測數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)預(yù)測值的差異并找出原因，提出修正對策，以協(xié)助施工單位安全、優(yōu)質(zhì)、高效的進(jìn)行施工，并確保全橋建成后的內(nèi)力狀態(tài)、線形狀態(tài)達(dá)到預(yù)定的監(jiān)控目標(biāo)要求。

2　施工監(jiān)控的過程

2.1方案編制

施工監(jiān)控方案是指導(dǎo)整個施工監(jiān)控工作的綱領(lǐng)。施工監(jiān)控方案應(yīng)具有明確的監(jiān)控重點(diǎn)和監(jiān)控方法，以及誤差調(diào)整處理措施。施工監(jiān)控在制定方案之前，應(yīng)了解橋梁的相關(guān)信息，包括設(shè)計(jì)圖紙、施工組織方案，在充分了解設(shè)計(jì)意圖及施工單位實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的方法后，針對橋梁的特點(diǎn)，提出針對性的監(jiān)控方案。

2.2有限元分析

橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析是施工監(jiān)控的一個重要部分，貫穿整個橋梁施工過程，是施工監(jiān)控的前提。在監(jiān)控工作開始之前，需根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工方案，建立結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，通過計(jì)算結(jié)果判斷結(jié)構(gòu)的安全性能、主梁應(yīng)力和主梁撓度，并在施工過程中，根據(jù)測試結(jié)果動態(tài)地修正模型，使其與實(shí)際結(jié)構(gòu)相吻合。在計(jì)算模型中必須考慮結(jié)構(gòu)自重超方、施工過程中的日照及溫度、橋面臨時荷載的堆放、掛籃定位及變形、預(yù)應(yīng)力張拉損失、混凝土徐變等因素的影響。另外，橋梁施工方案及施工工序的改變，也會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)理論計(jì)算結(jié)果發(fā)生變化。對于直線或曲率半徑較大的連續(xù)剛構(gòu)橋，采用平面桿系結(jié)構(gòu)即可滿足精度要求，對曲線橋梁或?qū)Y(jié)構(gòu)局部應(yīng)力進(jìn)行分析時，采用實(shí)體有限元模型計(jì)算。

2.3施工監(jiān)控的實(shí)施

對于連續(xù)剛構(gòu)橋，在實(shí)際監(jiān)控過程中，以線形監(jiān)控為主，應(yīng)力監(jiān)測為輔。從橋梁承臺施工開始至二期恒載鋪裝完成一般認(rèn)為是整個施工監(jiān)控的周期。

1)承臺施工。承臺作為連接樁基和橋墩的部件，往往體積大，混凝土方量多，在混凝土澆筑后水泥的水化反應(yīng)會產(chǎn)生大量的水化熱，導(dǎo)致承臺出現(xiàn)裂縫，影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。通過水化熱溫度的監(jiān)測，采取必要的處理措施降低水化熱，最大程度上減少裂縫的產(chǎn)生。承臺施工完畢后，在承臺上布置測點(diǎn)進(jìn)行后續(xù)橋梁基礎(chǔ)沉降測試。

2)橋墩施工。橋墩尤其是高墩施工時，主要關(guān)注橋墩的應(yīng)力和垂直度。墩柱的應(yīng)力一般在第一節(jié)墩柱鋼筋綁扎完畢后，將弦式應(yīng)變計(jì)綁扎或焊接在外圍主筋上，在后續(xù)階段施工時進(jìn)行測量。墩柱的垂直度不僅要關(guān)注中心位置的垂直性，還要關(guān)注橋墩模板是否有扭轉(zhuǎn)變形。

3) 0號塊施工。0號塊施工一般采用支架現(xiàn)澆，橋墩高度不大時采用滿堂支架，高墩一般在橋墩預(yù)埋斜腿支撐，在支撐上平鋪縱向和橫向型鋼進(jìn)行施工。施工監(jiān)控需對施工單位的支架驗(yàn)算報告進(jìn)行復(fù)核，并且要對支架進(jìn)行預(yù)壓測試，保證支架的承載能力。0號塊澆筑完成后，經(jīng)常會出現(xiàn)混凝土收縮裂縫，主要為0號塊與橋墩結(jié)合處的豎向裂縫，0號塊腹板處縱向均布裂縫以及人孔處的放射性裂縫。0號塊與橋墩結(jié)合處的裂縫原因多為二者澆筑齡期差引起的基巖效應(yīng)，腹板和人孔處裂縫多為混凝土的收縮引起。在結(jié)構(gòu)施工之前，監(jiān)控單位應(yīng)預(yù)先將可能出現(xiàn)的問題及處理措施告知施工單位，在施工過程中采取有效手段最大程度的避免裂縫的產(chǎn)生。

4)掛籃。掛籃作為0號塊之后直至合龍之前結(jié)構(gòu)循環(huán)使用的模板懸掛系統(tǒng)，是整個施工監(jiān)控過程中的重點(diǎn)。掛籃系統(tǒng)也應(yīng)有出廠驗(yàn)算報告，并進(jìn)行掛籃預(yù)壓測試，得出掛籃在最不利荷載作用下的彈性變形值，為后續(xù)階段掛籃施工中掛籃變形預(yù)拋高值提供依據(jù)。當(dāng)一個橋梁使用多套掛籃時，對不同結(jié)構(gòu)形式、不同受力情況的掛籃至少選擇一套進(jìn)行掛籃預(yù)壓。

5)懸臂施工。在懸臂施工階段，主梁的標(biāo)高控制是整個監(jiān)控工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，是關(guān)系到橋梁能否順利合龍的關(guān)鍵。主梁標(biāo)高測試包括立模標(biāo)高的測試，混凝土澆筑后主梁梁底標(biāo)高的測試以及預(yù)應(yīng)力張拉后主梁梁底標(biāo)高的測試。通過各項(xiàng)標(biāo)高實(shí)測值與理論值進(jìn)行比較，分析誤差，決定在下個階段施工時標(biāo)高是否需要調(diào)整以及調(diào)整的幅度。當(dāng)前階段的標(biāo)高與理論計(jì)算值差別較大時，會在后續(xù)多個階段施工過程中進(jìn)行逐步調(diào)整，避免梁底出現(xiàn)明顯折角，導(dǎo)致線形不平順。主梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力斷面選擇在懸臂根部、中跨合龍段，必要時在邊跨合龍段布置測試斷面。目前，應(yīng)力測試多選用埋入式弦式應(yīng)變計(jì)，其耐久性好，測試精度基本滿足監(jiān)控要求，但應(yīng)變計(jì)在運(yùn)輸、安裝、混凝土澆筑、振搗過程中會產(chǎn)生一定的損傷，應(yīng)變計(jì)穩(wěn)定性還不能保證，往往一座橋梁應(yīng)力測點(diǎn)存活率50%左右。為保證應(yīng)變測試的準(zhǔn)確性，采用減小測量時間間隔，多次測量，繪制曲線，或者采用自動采集系統(tǒng)進(jìn)行測量。

6)合龍段施工。連續(xù)剛構(gòu)的合龍一般先邊跨合龍?jiān)僦锌绾淆?，也有先中跨合龍?jiān)龠吙绾淆垺２还懿捎媚姆N合龍順序，合龍時配重、勁性骨架焊接及中跨合龍頂推是合龍的關(guān)鍵。

7)橋面鋪裝施工。橋面鋪裝進(jìn)行施工時，應(yīng)分左、中、右3條線對施工完成的橋面標(biāo)高進(jìn)行通測，一般10 m一點(diǎn)。將測試結(jié)果與理論計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定各測點(diǎn)處的橋面鋪裝頂層的標(biāo)高，既要保證鋪裝層鋼筋網(wǎng)能順利布設(shè)，又要保證二期恒載的超方量不超過1%。

2.4施工監(jiān)控的原則

在橋梁施工監(jiān)控過程中處理問題時，建議以下幾條原則: 1)橋梁施工監(jiān)控時，以標(biāo)高控制為主，以應(yīng)力控制為輔。2)掛籃懸臂施工過程中，保持一個橋墩兩側(cè)荷載的對稱。3)在監(jiān)控計(jì)算開始前，與設(shè)計(jì)、施工方充分溝通，確保各設(shè)計(jì)參數(shù)的正確性，施工工序確定，非必要情況不得更改。4)結(jié)構(gòu)計(jì)算需至少2人獨(dú)立進(jìn)行有限元分析計(jì)算，并與設(shè)計(jì)進(jìn)行核對。5)橋梁施工監(jiān)控單位應(yīng)保持與各參建單位的積極溝通。橋梁施工監(jiān)控是對橋梁施工過程中的技術(shù)狀況進(jìn)行準(zhǔn)確實(shí)時監(jiān)測的工作，為橋梁的順利合龍?zhí)峁┘夹g(shù)支持和保障。

參考文獻(xiàn):

［1］楊奇，冷伍明，聶如松，等.大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控分析［J］.鐵道科學(xué)與工程學(xué)報，2010( 10) : 93-95.

［2］鄭尚敏，程海根.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控分析［J］.四川建筑，2010，30( 1) :2.

Discussion on construction monitoring of continuous prestressed concrete rigid frame bridge with large-span

Gong Zhenqiu
( Shanghai Tongji Construction Engineering Quality Detection Station，Shanghai 200092，China)

Abstract:The paper introduces the construction monitoring targets of continuous prestressed concrete rigid frame bridge with large-span.Starting from aspects of scheme compilation，structure computation，monitoring procedures and monitoring principles，it describes its construction monitoring contents and matters，which has provided some conditions for smooth bridge construction.

Key words:continuous rigid frame bridge，construction monitoring，suspended scaffolding，closure section

作者簡介:龔振球(1982-)，男，工程師

收稿日期:2015-11-20

文章編號:1009-6825( 2016) 04-0169-02

中圖分類號:U448.23

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A