箱梁線形監(jiān)測(cè)與控制結(jié)果分析

摘要：溫度變化引起的撓度影響大橋的施工線形，為了找出箱梁撓度變化的規(guī)律，對(duì)保證工程質(zhì)量完成計(jì)劃任務(wù)，我們?cè)谡n題組專家的帶領(lǐng)下進(jìn)行了可靠性的實(shí)測(cè)和觀察。

關(guān)鍵詞：頂面高程測(cè)量；撓度檢測(cè)；截面相對(duì)高差；軸線偏位

伊犁河大橋是新疆自治區(qū)、交通廳重點(diǎn)工程項(xiàng)目之一。大跨徑剛構(gòu)一連續(xù)粱橋的施工在我區(qū)尚屬首次，橋梁的合攏及體系轉(zhuǎn)換為橋梁施工的核心部分，因此顯得尤為重要。其建設(shè)規(guī)模、技術(shù)含量復(fù)雜程度和政治經(jīng)濟(jì)地位均為疆內(nèi)近期橋梁建設(shè)項(xiàng)目之前列。從施工就始終保持科學(xué)合理的現(xiàn)場(chǎng)布局，嚴(yán)格要求的現(xiàn)場(chǎng)管理和規(guī)范完善的施工操作這樣的基本生產(chǎn)條件。遵從科研課題測(cè)試結(jié)果，充分發(fā)揮科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)力作用。把現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)貫穿入項(xiàng)目建設(shè)。

1 結(jié)構(gòu)線形監(jiān)測(cè)

1.1 測(cè)點(diǎn)布置

利用大橋兩岸大地控制網(wǎng)點(diǎn)，測(cè)出墩頂測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，將墩頂標(biāo)高值作為主梁高程的水準(zhǔn)基點(diǎn)。每一墩頂布置一個(gè)水平基準(zhǔn)點(diǎn)和一個(gè)軸線基準(zhǔn)點(diǎn)，梁頂高程測(cè)點(diǎn)布置在箱梁的頂面上，是為了控制頂板的設(shè)計(jì)標(biāo)高。

測(cè)點(diǎn)采用ф16短鋼筋制作，底部焊于鋼筋籠上，頂部磨圓露出砼面1.5—2.5cm，采用紅油漆標(biāo)記。

1.2 觀測(cè)時(shí)間

為了盡量減少溫度的影響，結(jié)構(gòu)的線形觀測(cè)選定在溫度相對(duì)恒定時(shí)測(cè)量，在施工過程中，主要觀測(cè)內(nèi)容包括：立模、混凝土澆筑前、預(yù)應(yīng)力張拉前后以及隨季節(jié)調(diào)整。

1.3 控制網(wǎng)的建立與復(fù)制

利用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀把高程控制點(diǎn)引至0＃塊梁頂面上，標(biāo)上明顯標(biāo)記并保護(hù)好。在以后的施工期以此點(diǎn)為基準(zhǔn)，作為其它水準(zhǔn)測(cè)量的視點(diǎn)，得出所測(cè)梁頂?shù)母叱獭?/p>

每一墩頂至少應(yīng)布置兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，每次測(cè)試時(shí)首先應(yīng)進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)之間的相互校核。對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)，要求與施工單位一起每隔一段時(shí)間復(fù)測(cè)一次。

2 施工監(jiān)控目標(biāo)

根據(jù)現(xiàn)有的施工水平以及測(cè)試儀器設(shè)備的精度，參照目前國(guó)內(nèi)同類型橋梁的施工監(jiān)控經(jīng)驗(yàn)，確定本橋施工監(jiān)控目標(biāo)。本橋施工監(jiān)控目標(biāo)如下：立模標(biāo)高允許偏差：±5mm；主梁控制點(diǎn)高程偏差：≤20mm；已澆梁段以及成橋后標(biāo)高誤差：±L6000，其中L為跨徑；軸線偏位：±10mm；合攏段底板的相對(duì)高差：≤20mm。

3 線形監(jiān)測(cè)與控制結(jié)果分析

在施工過程中，為了控制成橋的線形，對(duì)每個(gè)截面的混凝土澆筑后、預(yù)應(yīng)力索張拉后的撓度和箱梁頂面高程進(jìn)行了測(cè)量，以便觀察箱梁頂面高程變化歷程。

全橋中跨合攏前，伊犁河大橋左右幅箱梁各節(jié)段施工都已完成，現(xiàn)將橋梁各墩左右幅合攏前箱梁頂面每一施工節(jié)段的實(shí)測(cè)標(biāo)高的測(cè)量成果與計(jì)算進(jìn)行比較。

在懸澆過程中，箱梁混凝土頂面高程整體控制較好，箱梁頂面混凝土標(biāo)高實(shí)測(cè)值與計(jì)算值的整體趨勢(shì)一致，實(shí)測(cè)標(biāo)高是圍繞計(jì)算標(biāo)高而上下波動(dòng)。箱梁頂面混凝土測(cè)點(diǎn)標(biāo)高與計(jì)算值相比，絕大部分均在±2cm范圍之內(nèi)。

施工期間，根據(jù)實(shí)測(cè)情況，大橋項(xiàng)目執(zhí)行辦組織專題現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)會(huì)及時(shí)分析有關(guān)數(shù)據(jù)資料，提出下一部的施工措施，以保證大橋的施工線形滿足設(shè)計(jì)要求。

4 溫度對(duì)撓度影響的觀測(cè)

在測(cè)量過程中，除考慮工序進(jìn)展必須對(duì)每一工況進(jìn)行例行測(cè)量外，還對(duì)溫度的變化引起的撓度進(jìn)行了測(cè)量。為了找出溫度變化引起箱梁撓度變化的規(guī)律，對(duì)于8＃墩11＃和12＃塊混凝土澆筑這一工況下，于2005年9月14日和15日進(jìn)行了全天連續(xù)觀測(cè)（14日和15日為晴天、陽(yáng)光輻射強(qiáng)烈），從而為確定待施工各節(jié)段預(yù)拱度提供較為可靠的依據(jù)。

4.1 溫度傳感器的安裝

按照安裝圖紙的位置要求將溫度傳感器的探頭綁扎在要求的位置上，方向沒有要求。

連線沿著鋼筋下方或者側(cè)面每50cm用扎絲或者尼龍?jiān)鷰Ы壴阡摻钌希€頭最后從橋面伸出。伸出部分綁扎在橋面防撞護(hù)欄的鋼筋上，在護(hù)欄下部預(yù)埋一個(gè)小鐵箱，將所有的線頭放在里面加鎖保護(hù)。

4.2 溫度測(cè)點(diǎn)的布置

由于混凝土結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)性能較差，周圍環(huán)境溫度的變化和陽(yáng)光照射不同等原因，將會(huì)使環(huán)境溫度和混凝土內(nèi)部的溫度各不相同。經(jīng)綜合考慮后，我們?cè)诹旱娜舾山孛娌贾昧藴囟葴y(cè)點(diǎn)。另外還布置了環(huán)境溫度測(cè)點(diǎn)和截面頂板、腹板和底板溫度測(cè)點(diǎn)。

4.3 溫度隨時(shí)間變化

從監(jiān)測(cè)中可以看出，在日照狀態(tài)下，箱梁的環(huán)境溫度在時(shí)間歷程上近似符合正弦函數(shù)的變化規(guī)律，但其峰值并不相同。當(dāng)橋面兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的環(huán)境溫度由上午9：10的20.7℃和19℃到下午16：30的35.2℃時(shí)和31.5℃，位于箱梁翼板下面的兩個(gè)環(huán)境溫度測(cè)點(diǎn)，由于箱梁翼板較寬，其環(huán)境溫度由上午9：10的17.8℃和17.2℃最大才變化到了28.9℃和28.5℃，而位于箱梁內(nèi)部的溫度由于沒受到陽(yáng)光的直接照射，環(huán)境溫度在20.3℃、25.6℃之間變化。因?yàn)橹鳂虻淖呦驗(yàn)槟媳弊呦颍适荜?yáng)光照射的影響，位于箱梁翼板下面的兩個(gè)環(huán)境溫度測(cè)點(diǎn)在上午的時(shí)候上游測(cè)點(diǎn)高于下游測(cè)點(diǎn)，而在下午的時(shí)候卻下游測(cè)點(diǎn)高于上游測(cè)點(diǎn)。

箱梁頂板與腹板、底板之間存在溫差，截面頂板測(cè)點(diǎn)的溫度變化的幅度最大，接近環(huán)境溫度的變化，由上午的1℃-2℃的溫差到下午16：30時(shí)，溫差最大變化為10℃左右。而腹板和底板溫度變化不大，其溫差基本在±2℃左右變化。

4.4 溫度對(duì)箱梁撓度的影響

如果我們以陰涼處的大氣氣溫度作為參考，則得到8＃墩右幅T構(gòu)第11＃和12＃塊箱梁撓度隨溫度變化值。

由監(jiān)測(cè)可知，不均勻的溫度場(chǎng)會(huì)引起箱梁撓度發(fā)生變化。在懸臂狀態(tài)下，隨著箱梁上下表面溫度差的增大，箱梁向下的撓度不斷加大，當(dāng)溫差變化時(shí)，箱梁最遠(yuǎn)點(diǎn)截面（離墩頂中心51米）處的撓度為-23mm，箱梁次遠(yuǎn)點(diǎn)截面（離墩頂中心47米）處的撓度為-19mm。反之，隨著箱梁上下表面溫度差的減少，箱梁向下的撓度不斷減少，逐漸恢復(fù)到初始狀態(tài)。平均溫度每變化一度，撓度變化大約2mm。

綜上所述，溫度對(duì)箱梁撓度有較大影響。箱梁截面上的溫度梯度越大，由此產(chǎn)生的撓度越大。在懸臂狀態(tài)下，最遠(yuǎn)點(diǎn)的撓度改變最大，箱梁其它截面撓度依次減少。溫升時(shí)，箱梁的下?lián)显龃螅禍貢r(shí)，箱梁的下?lián)蠝p少。掌握了這種規(guī)律就可以在模板施工時(shí)充分考慮到溫度影響的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

這次監(jiān)測(cè)和觀察對(duì)加強(qiáng)伊犁河大橋工程建設(shè)的科學(xué)管理，精心施工，造一座優(yōu)質(zhì)大橋、精品大橋，確保省優(yōu)、部?jī)?yōu)，爭(zhēng)創(chuàng)全疆"優(yōu)秀獎(jiǎng)"將起到積極的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]JTJ041-2000交通部人民出版社《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》

[2]JTJ071-98《公路工程質(zhì)量檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》

作者簡(jiǎn)介：阿布力米提（1972年出生），男，維吾爾族，新疆烏魯木齊市人，工程師，主要從事橋梁與公路建設(shè)項(xiàng)目。