高速鐵路連續(xù)梁施工監(jiān)控應(yīng)力監(jiān)控探討

王 權(quán)

（中鐵十九局集團(tuán)第一工程有限公司，遼寧遼陽(yáng) 111000）

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷運(yùn)行，高速鐵路建設(shè)工程得到了快速的發(fā)展。從我國(guó)土地資源缺乏情況來(lái)看，為了減少農(nóng)田的占用數(shù)量，加快列車運(yùn)行速度，將橋梁形式引進(jìn)入鐵路建設(shè)環(huán)節(jié)。在這一階段的施工中，現(xiàn)澆連續(xù)梁橋占據(jù)的比例較大，可是因?yàn)楦黜?xiàng)工程現(xiàn)澆連續(xù)梁的質(zhì)量有高有低，因此對(duì)于美觀性產(chǎn)生了一定影響，加劇了列車運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)的概率。為了增強(qiáng)橋梁施工的規(guī)范性，使橋梁澆筑高質(zhì)量和安全的開(kāi)展，可以邀請(qǐng)第三方機(jī)構(gòu)對(duì)橋梁進(jìn)行監(jiān)督和控制。下面主要分析了監(jiān)控期間的各項(xiàng)難題，提出了關(guān)鍵性的技術(shù)。

1 工程概況

商合杭高速鐵路，又名商杭高鐵、商杭客運(yùn)專線，是一條連接河南省商丘市、安徽省合肥市與浙江省杭州市的高速鐵路，有“華東第二通道”之稱?！鞍丝v八橫”高速鐵路主通道中“京港（臺(tái)）通道”“京滬通道”的重要組成部分。全長(zhǎng)約794.55 km，設(shè)計(jì)時(shí)速350 km/h。

站前工程7 標(biāo)段，為中鐵十九局施工位于安徽省阜陽(yáng)市境內(nèi)：標(biāo)段里程范圍為DK192+000.11～DK217+997.45，正線長(zhǎng)25.997 km。本標(biāo)段含特大橋（25 997.34 延長(zhǎng)米）1 座，制架箱梁742 孔，預(yù)制Ⅲ型板50 174 塊，鋪設(shè)Ⅲ型板無(wú)砟道床51.995 鋪軌千米，其中（72+128+72）m 跨濟(jì)廣高速現(xiàn)澆連續(xù)梁施工為本標(biāo)段施工重點(diǎn)工程。在本次施工期間，主要是對(duì)現(xiàn)澆連續(xù)梁的施工進(jìn)度進(jìn)行控制，確保其可以處于正常有序的軌道中順利開(kāi)展施工作業(yè)。

2 實(shí)施應(yīng)力監(jiān)測(cè)的目的和方式

橋梁施工監(jiān)控工作具有長(zhǎng)期性和繁瑣性特征，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度對(duì)于橋梁的施工進(jìn)度和應(yīng)力變化有著直接影響，整項(xiàng)監(jiān)督控制環(huán)節(jié)隨著施工進(jìn)度的實(shí)時(shí)性而使得橋梁施工更具安全性和合理性，通過(guò)實(shí)施應(yīng)力監(jiān)測(cè)工作來(lái)分析施工期間的各項(xiàng)問(wèn)題，然后進(jìn)行解決。

2.1 實(shí)施應(yīng)力監(jiān)測(cè)的目的

所謂應(yīng)力監(jiān)測(cè)，主要是指動(dòng)態(tài)性地測(cè)試結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主要工作狀態(tài)，而應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)屬于施工控制期間的主要參數(shù)，同時(shí)也是對(duì)結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)的相關(guān)依據(jù)。在應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)和計(jì)算值相偏離的情況下，應(yīng)當(dāng)對(duì)具體的原因進(jìn)行探究，制定出完善的措施加以調(diào)整，從而保證施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 應(yīng)力監(jiān)測(cè)方式

依照施工進(jìn)度，當(dāng)前應(yīng)力監(jiān)控主要是指梁體應(yīng)力控制，具體的控制流程為施工環(huán)節(jié)、測(cè)量工作、預(yù)測(cè)、識(shí)別、調(diào)整以及預(yù)告和施工等?？刂苾?nèi)容主要包含兩個(gè)方面：一是施工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要是指在梁體施工期間將應(yīng)力測(cè)試傳感器設(shè)置到梁體控制截面敏感位置處，有效地整合和收集各項(xiàng)數(shù)據(jù)；二是資料分析仿真模擬計(jì)算系統(tǒng)，分析采集期間的相關(guān)數(shù)據(jù)，將其和理論控制計(jì)算結(jié)果相互比較分析，保障整體安全性。

因?yàn)闃蛄汗こ贪沫h(huán)節(jié)諸多、施工周期較長(zhǎng)，因此應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是一項(xiàng)長(zhǎng)期性的連續(xù)量測(cè)環(huán)節(jié)，這就需要借助安全、可靠及其耐久性強(qiáng)的傳感器件對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)較為復(fù)雜、連續(xù)性較長(zhǎng)的量測(cè)過(guò)程來(lái)講，需要將初始零點(diǎn)當(dāng)成起點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)。鋼弦式傳感器是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種，這是因?yàn)樵擃悅鞲衅鞣€(wěn)定性極高，有一定的應(yīng)變累計(jì)功能，抗干擾性能極高，數(shù)據(jù)收集比較便利。

2.3 埋設(shè)應(yīng)變傳感器

埋設(shè)應(yīng)變傳感器應(yīng)處于橋梁主墩根部、邊跨和跨中位置應(yīng)力測(cè)試斷面。其中，將5 個(gè)測(cè)點(diǎn)布設(shè)于墩頂箱梁截面部，目的是對(duì)箱梁頂板的應(yīng)力進(jìn)行測(cè)量，在底板布置對(duì)稱兩個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)試底板應(yīng)力。

以上各項(xiàng)截面的傳感器數(shù)據(jù)收集均可以于各塊段張拉以后進(jìn)行，以此掌握具體的張拉效果。

3 統(tǒng)計(jì)檢測(cè)成果

當(dāng)對(duì)橋梁施工環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督控制的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度，動(dòng)態(tài)性的監(jiān)督橋梁山谷結(jié)構(gòu)施工期間梁體各項(xiàng)控制截面已經(jīng)埋設(shè)的傳感器截面應(yīng)力。其中，應(yīng)力伴隨著上部施工變化而變化，與理論值相比有著明顯差別。通過(guò)分析來(lái)看，造成偏差的實(shí)質(zhì)性原因如下：

（1）傳感器埋設(shè)方向的準(zhǔn)確性出現(xiàn)的偏差，上部結(jié)構(gòu)臨時(shí)堆放荷載有了明顯的改變，掛籃出現(xiàn)了移動(dòng)現(xiàn)象。

（2）預(yù)應(yīng)力張拉力度出現(xiàn)偏差現(xiàn)象，管道受損現(xiàn)象明顯，混凝土澆注量有一定差別。

（3）混凝土彈性模量、容重等參數(shù)和規(guī)范值有著明顯的差別。

（4）混凝土內(nèi)部溫度變化和混凝土收縮徐變產(chǎn)生的影響。

（5）測(cè)試時(shí)間的差別、外界溫度場(chǎng)的變化和儀器自身誤差等。

（6）理論計(jì)算自身的近似性。

4 降低誤差出現(xiàn)概率的具體措施

梁體根部應(yīng)力有著一定的復(fù)雜性，有著較多的影響因素。通過(guò)分析來(lái)看，在后期橋梁施工監(jiān)控期間可以應(yīng)用以下5 種措施來(lái)降低誤差。

（1）在施工期間，可以通過(guò)創(chuàng)新以及優(yōu)化施工方式來(lái)降低誤差出現(xiàn)。施工企業(yè)還需要強(qiáng)化模板剛度，控制好箱梁的外形尺寸，防止發(fā)生箱梁超方以及減方現(xiàn)象。在懸臂施工連續(xù)橋梁中，因?yàn)閮蓱冶鄱藢?duì)稱荷載對(duì)于結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單側(cè)荷載，基于此，當(dāng)施工期間發(fā)生兩側(cè)不平衡荷載的時(shí)候，可以考慮在較輕的一側(cè)處增加重量。對(duì)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督控制的時(shí)候，需要合理計(jì)算容重，明確考慮混凝土超方等問(wèn)題。

（2）在結(jié)構(gòu)處于懸臂狀態(tài)的情況下，橋面臨時(shí)荷載的影響效果和澆筑混凝土超方現(xiàn)象都具備一定的復(fù)雜性和隨機(jī)性特征，難以全面掌握。因此，在對(duì)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行管理期間，除了定期檢驗(yàn)經(jīng)常使用的設(shè)備之外，還需及時(shí)清理不再使用的設(shè)備，保持橋面荷載的平衡性。在計(jì)算期間，應(yīng)重點(diǎn)考慮臨時(shí)荷載產(chǎn)生的影響，尤其是在掛籃定位的過(guò)程中，必須排除不平衡的臨時(shí)荷載影響，基于邊和中跨合攏之前將不必要的臨時(shí)荷載清除。

（3）在懸澆環(huán)節(jié)中，預(yù)應(yīng)力束是連續(xù)梁橋承受負(fù)彎矩的基本構(gòu)件，在預(yù)應(yīng)力較弱的情況下，可能會(huì)產(chǎn)生主梁下?lián)弦约盎炷亮芽p等多個(gè)問(wèn)題，更為嚴(yán)重的是還可能會(huì)加劇結(jié)構(gòu)的受損性。為了降低預(yù)應(yīng)力誤差現(xiàn)象的發(fā)生，除了強(qiáng)化對(duì)張拉力的控制力度之外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)千斤頂和油表進(jìn)行嚴(yán)格標(biāo)定。另外，還要確保管道定位的準(zhǔn)確性，疏通管道，減少管道的摩擦力。

（4）受溫度的影響，橋梁撓度發(fā)生了一系列的變化，該項(xiàng)變化表現(xiàn)為均勻溫差和箱梁上下緣縫溫度梯度，溫度本身經(jīng)常發(fā)生改變，其對(duì)于施工監(jiān)控產(chǎn)生的影響體現(xiàn)在掛籃定位方面。溫度影響性極高，每一座橋本身都有其明顯的特征，所以，在進(jìn)行施工控制的前期階段，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)觀測(cè)力度，掌握相關(guān)規(guī)律，盡可能弱化溫度產(chǎn)生的影響。

（5）節(jié)段施工中的大跨徑混凝土橋梁還存在著一些問(wèn)題，其中表現(xiàn)為加載齡期比較短以及各個(gè)梁段的齡期差別比較遠(yuǎn)等，因此計(jì)算影響收縮徐變效應(yīng)的準(zhǔn)確性?？梢越Y(jié)合實(shí)際情況選取與之相符的收縮徐變模式，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作和施工監(jiān)控經(jīng)驗(yàn)來(lái)明確相關(guān)的收縮徐變效應(yīng)，這是最佳的一種方式。

5 結(jié)束語(yǔ)

在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋快速發(fā)展和運(yùn)行的背景下，加大對(duì)其的施工控制力度很有必要。本文結(jié)合大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工特征，分析了應(yīng)力監(jiān)控情況，提出了監(jiān)控的建議和基本對(duì)策，希望可以有效提升我國(guó)大跨度連續(xù)橋梁施工的監(jiān)督控制水平和質(zhì)量。