連續(xù)梁橋懸臂施工控制監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

趙效祖

連續(xù)梁橋懸臂施工控制監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

趙效祖

（甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州730070）

為減小連續(xù)梁施工過(guò)程中梁體位移變化，提供連續(xù)梁橋的施工質(zhì)量，在連續(xù)梁施工過(guò)程中需要對(duì)梁體關(guān)鍵部位進(jìn)行監(jiān)控控制，本文通過(guò)探討分析連續(xù)梁的監(jiān)測(cè)控制方案，建立一個(gè)合理的觀測(cè)測(cè)量系統(tǒng)，并以一座連續(xù)梁進(jìn)行實(shí)際監(jiān)控控制為例，進(jìn)行線形控制分析，監(jiān)控結(jié)果表明，觀測(cè)測(cè)量系統(tǒng)能夠使連續(xù)梁橋順利合龍，且合龍誤差較小，成橋后梁體線形平順。

連續(xù)梁橋；監(jiān)測(cè)控制；梁體線形；測(cè)量

隨著預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)和橋梁施工技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，連續(xù)梁橋由于其結(jié)構(gòu)剛度大、變形小和優(yōu)越的跨越能力，以及施工方便和行車平順等優(yōu)點(diǎn)成為在跨越較大的山川河谷時(shí)的主要橋梁選型，且連續(xù)梁正逐步向多跨數(shù)和大跨徑的趨勢(shì)發(fā)展。連續(xù)梁橋多為變截面箱梁截面，施工方法多選用懸臂澆筑施工即把梁體沿軸線方向分成若干節(jié)段塊，在墩頂0#塊澆筑完成后，兩側(cè)對(duì)稱安裝掛籃，逐步澆筑懸臂塊段［1］。

監(jiān)控橋梁結(jié)構(gòu)的梁體位移變化是判斷橋梁結(jié)構(gòu)是否處于安全狀態(tài)最常用的參數(shù)，在橋梁施工過(guò)程中，由于梁體自重、施工活載和混凝土自身的收縮徐變和周圍環(huán)境溫度的影響，使得橋梁結(jié)構(gòu)在每個(gè)施工階段都不斷發(fā)生變形［2，3］，這些因素相互影響，使得梁體在成橋階段的梁體線形符合設(shè)計(jì)的梁體線形非常困難，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)難以合龍，影響工程施工進(jìn)度。

連續(xù)梁橋在懸臂施工階段的結(jié)構(gòu)是靜定的，施工控制的主要目標(biāo)是控制梁體線形，對(duì)于已經(jīng)施工完成的梁體塊段，除張拉備用預(yù)應(yīng)力鋼束外，基本無(wú)法調(diào)整，而且調(diào)整空間也很小。為了保持梁體在施工過(guò)程中的穩(wěn)定、橋梁結(jié)構(gòu)的合龍精度和成橋后梁體線形平順，在施工過(guò)程中對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的變形進(jìn)行監(jiān)控觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、及時(shí)調(diào)整很有必要。而監(jiān)控觀測(cè)的最主要的就是每個(gè)施工階段和每個(gè)塊段的立模標(biāo)高觀測(cè)，為準(zhǔn)確觀測(cè)節(jié)段的立模標(biāo)高，需要建立科學(xué)合理的觀測(cè)測(cè)量系統(tǒng)［4-5］。

本文通過(guò)對(duì)連續(xù)梁橋建立一個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量過(guò)程，對(duì)重要部位的測(cè)量方法進(jìn)行選擇，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)和精度進(jìn)行控制，對(duì)橋梁幾何形狀、主梁線形及成橋后橋面的平整度提供有力的支持。

1　連續(xù)梁監(jiān)測(cè)控制方案

對(duì)連續(xù)梁在施工階段進(jìn)行精確合理的觀測(cè)，能夠有效控制施工階段梁體線形的變化，使橋梁結(jié)構(gòu)順利合龍，控制器變形誤差。

1.1位移測(cè)點(diǎn)的布置

位移的觀測(cè)是控制梁體線形的依據(jù)，將控制監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置在每一塊段的端部，0#塊的控制測(cè)點(diǎn)是以后各塊段施工的基準(zhǔn)點(diǎn)，主要控制頂板高程，由于長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在每個(gè)0#塊各布置7個(gè)監(jiān)控測(cè)點(diǎn)，如圖1所示，在中間懸臂澆筑的塊段上，每個(gè)塊段端部布置兩個(gè)對(duì)稱的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，布置盡量靠近腹板位置，不影響施工及掛籃操作，同時(shí)觀測(cè)對(duì)稱兩點(diǎn)的高程，判斷梁體是否出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形，測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示。

圖1　0#塊標(biāo)高測(cè)點(diǎn)布置

圖2　懸臂塊段測(cè)點(diǎn)布置圖

1.2監(jiān)測(cè)時(shí)間及監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

為了減少溫度對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響，位移的監(jiān)測(cè)時(shí)間選擇在早晨太陽(yáng)出來(lái)之前，每個(gè)階段的變形觀測(cè)依據(jù)施工進(jìn)度自由確定，梁體施工過(guò)程中的主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容如下：

1）每個(gè)梁段混凝土澆筑前的高程測(cè)量；

2）每個(gè)梁段混凝土澆筑后、預(yù)應(yīng)力張拉前的高程測(cè)量；

3）每個(gè)梁段預(yù)應(yīng)力張拉后、掛籃行走前的高程測(cè)量；

4）掛籃行走后的高程測(cè)量；

5）拆除掛籃后、邊（中）跨合龍前的高程測(cè)量；

6）邊、中跨合龍前后的高程測(cè)量。

施工控制監(jiān)測(cè)模型圖如圖3所示。

圖3　施工控制監(jiān)測(cè)模型圖

標(biāo)高測(cè)量?jī)x器選用精密水準(zhǔn)儀或者全站儀進(jìn)行觀測(cè)。

2　觀測(cè)方案在實(shí)際橋梁線形控制中的應(yīng)用

以某（48+80+48）m連續(xù)梁橋?yàn)槔?，進(jìn)行施工控制，懸臂施工段共有10個(gè)塊，主梁為單箱單室變截面直腹板形式梁高縱向按圓弧變化，梁體節(jié)段分為4個(gè)懸臂施工段，兩個(gè)邊跨合理段，一個(gè)中跨合龍段。梁體撓度測(cè)點(diǎn)布置如圖4所示。

圖4　（48+80+48）m連續(xù)梁撓度測(cè)點(diǎn)布置圖

對(duì)該橋在施工過(guò)程按上述觀測(cè)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行施工控制，梁體順利合龍，且合龍誤差都在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

懸臂段最后一個(gè)施工段10#段預(yù)應(yīng)力張拉后梁體線形理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)量對(duì)比如圖5所示。邊跨合龍后梁體線形線形理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)量對(duì)比圖如圖6所示。

圖5　10#塊張拉后梁體線形對(duì)比圖

圖6　邊跨合龍后梁體線形對(duì)比圖

中跨合龍后和全橋預(yù)應(yīng)力張拉梁體線形線形理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)量對(duì)比圖如圖7，8所示。

圖7　中跨后梁體線形對(duì)比圖

圖8　全橋預(yù)應(yīng)力張拉后梁體線形對(duì)比圖

按照施觀測(cè)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)連續(xù)梁在懸臂施工階段進(jìn)行施工控制，控制梁體變形誤差，使得橋梁結(jié)構(gòu)順利合龍，由合龍階段梁體線形對(duì)比圖可知，合龍階段線形的理論計(jì)算值和實(shí)際測(cè)量值差距較小，均在允許誤差范圍內(nèi)，觀測(cè)控制方案能夠有效控制梁體施工階段的線形，達(dá)到了監(jiān)控控制的目的。

3　結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)連續(xù)梁橋施工過(guò)程中的線形進(jìn)行控制，建立了一個(gè)合理的觀測(cè)測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)橋梁施工過(guò)程中的關(guān)鍵部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，對(duì)橋梁施工階段的監(jiān)測(cè)時(shí)間和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行探討分析。

依據(jù)本監(jiān)測(cè)方案對(duì)一座 （48+80+48）m的連續(xù)梁橋進(jìn)行施工控制監(jiān)測(cè)，橋梁結(jié)構(gòu)順利合龍，且合龍后梁體線形平順，和理論計(jì)算值所差無(wú)幾，能夠有效提高連續(xù)梁施工過(guò)程中的梁體線形誤差，為橋梁結(jié)構(gòu)的施工控制提供了有效的參考依據(jù)。

［1］ 徐桂平.橋梁預(yù)制節(jié)段測(cè)量控制技術(shù)［J］.城市道橋與防洪，2004（4）：87-90.

［2］ 馮上朝.大跨徑橋梁線形監(jiān)控測(cè)量技術(shù)［J.西部探礦工程，2011，8：205-206.

［3］ 經(jīng)德良.荊州長(zhǎng)江公路大橋主橋施工監(jiān)控［J］.施工與控制技術(shù)，2011.

［4］ 張啟偉.大型橋梁健康監(jiān)測(cè)概念與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001（1）：65-69.

［5］ 韓大建.大跨度橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的近期研究進(jìn)展「J］.橋梁建設(shè)，2002，（6）：69-73.

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