監(jiān)控量測(cè)在T構(gòu)橋施工中的研究與應(yīng)用

文/劉勇、向子鑫、張偉 中交第一公路工程局有限公司 北京 100024

監(jiān)控量測(cè)在T構(gòu)橋施工中的研究與應(yīng)用

文/劉勇、向子鑫、張偉 中交第一公路工程局有限公司 北京 100024

隨著我國(guó)國(guó)內(nèi)高速公路系統(tǒng)的日益發(fā)展，大跨度剛構(gòu)懸臂現(xiàn)澆橋梁的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。在剛構(gòu)橋施工中，橋梁上部懸臂現(xiàn)澆段的線形、結(jié)構(gòu)質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全都成為一項(xiàng)重要控制因素。如何引進(jìn)先進(jìn)的橋梁監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)，如何針對(duì)不同項(xiàng)目對(duì)監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)最出調(diào)整優(yōu)化成了一個(gè)重要的研究課題。

監(jiān)控量測(cè)；T構(gòu)橋；施工研究

在T構(gòu)橋施工中梁橋（連續(xù)剛構(gòu)橋、連續(xù)梁橋）、拱橋，隨著跨徑的增加，施工過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)難度隨之增大，當(dāng)梁橋跨徑大于≥100m、拱橋≥80m時(shí)，宜進(jìn)行施工監(jiān)控工作。多跨連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)或連續(xù)梁-連續(xù)剛構(gòu)組合結(jié)構(gòu)橋梁，其合龍次數(shù)較多，經(jīng)歷多次體系轉(zhuǎn)換，技術(shù)難度增大，宜進(jìn)行施工監(jiān)控工作。連拱或系桿拱橋同樣難度較大，大曲率彎橋的平面位置與其結(jié)構(gòu)受力有關(guān)，特高墩橋梁的施工干擾因素較多，施工難度也較大，也宜進(jìn)行施工監(jiān)控工作。對(duì)于跨徑小于100m的梁橋和跨徑小于80m拱橋以及其他結(jié)構(gòu)復(fù)雜的橋梁，可根據(jù)實(shí)際情況，確定是否需要開(kāi)展施工監(jiān)控工作。斜拉橋和懸索橋由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且跨徑一般都較大，建議在施工過(guò)程中進(jìn)行施工監(jiān)控工作。本文的工程項(xiàng)目以酉沿高速公路的T型剛構(gòu)橋著手研究，探索出更安全、精確、高效的監(jiān)控量測(cè)方法，并加以推廣和應(yīng)用。

一、工程概況

在酉沿高速公路橋梁工程中，主橋?yàn)殇摻铑A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T型剛構(gòu)。施工中一定要對(duì)T梁的成橋線型進(jìn)行嚴(yán)格控制。因?yàn)槭┕ぶЪ?、混凝土、模板等都?huì)影響成橋線型。同時(shí)，量測(cè)放樣、控制網(wǎng)基點(diǎn)等方面的量測(cè)誤差也會(huì)影響，尤其是量測(cè)誤差的影響特別明顯。所以，必須按照工程的實(shí)際情況給出良好而有效的橋梁施工量測(cè)策略。

二、模擬各個(gè)施工階段計(jì)算

首先是前期結(jié)構(gòu)分析計(jì)算，主要集中在橋梁的設(shè)計(jì)參數(shù)與荷載兩個(gè)方面。在T構(gòu)橋的施工前期的施工設(shè)計(jì)相當(dāng)重要，是施工必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)，因而需要對(duì)各方面進(jìn)行科學(xué)地計(jì)算，這樣才能確保施工質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō)，各種材料參數(shù)值必須根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)計(jì)算與取用。其中包括了橋梁的混凝土的各項(xiàng)力學(xué)性能參數(shù)，主要有抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、泊松比、彈性模量、設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度以及設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度；還包括了預(yù)應(yīng)力材料參數(shù)，主要是強(qiáng)度、彈性模量、張拉控制應(yīng)力。而荷載的計(jì)算則囊括了自重、預(yù)應(yīng)力、掛籃及吊架重量、橋面鋪裝與護(hù)欄等二期恒載集度、收縮徐變、結(jié)構(gòu)整體的升降溫、溫度梯度及汽車荷載等方面。在施工前期必須對(duì)這些進(jìn)行充分而精確的計(jì)算，讓施工的各項(xiàng)工作都能夠正確地按照標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范進(jìn)行。

其次是施工階段計(jì)算，關(guān)于位移計(jì)算與箱梁應(yīng)力計(jì)算。位移計(jì)算中是針對(duì)施工階段的箱梁豎向位移與撓度變形而言。為了監(jiān)控橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，橋梁施工中需要對(duì)箱梁的豎向變形與撓度變形進(jìn)行控制。通過(guò)恒荷載、預(yù)應(yīng)力荷載、施工荷載與收縮徐變的計(jì)算做好相關(guān)控制措施，在模板立模時(shí)需要對(duì)預(yù)拱度量進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)澆筑混凝土后的拆模應(yīng)該對(duì)其發(fā)送的位移進(jìn)行監(jiān)控。

最后就是驗(yàn)算運(yùn)營(yíng)階段的橋梁的承載能力極限狀態(tài)與正常使用狀態(tài)。根據(jù)橋梁施工規(guī)范計(jì)算橋梁承載能力極限狀態(tài)下箱梁正界面彎矩包絡(luò)圖，量測(cè)其是否符合規(guī)范那要求。只有箱梁截面的最大、最小組合彎矩和剪力效應(yīng)不超過(guò)箱梁界面抗力值時(shí)，那么結(jié)構(gòu)強(qiáng)度才符合要求。

三、解決好承臺(tái)水化熱問(wèn)題

T構(gòu)橋中的水化熱問(wèn)題一直是橋梁工程界十分重視的問(wèn)題。首先要了解大橋主墩承臺(tái)的混凝土最大絕熱溫度，為了不讓承臺(tái)表面的混凝土由于失水而干縮裂縫，就需要將防風(fēng)油布包裹在模板側(cè)壁外層，等到混凝土初凝以后灑水，覆蓋塑料薄膜，并鋪設(shè)棉絮來(lái)保溫。在承臺(tái)混凝土布置溫度測(cè)點(diǎn)，其中要有承臺(tái)溫度測(cè)點(diǎn)、環(huán)境溫度測(cè)點(diǎn)、冷卻管進(jìn)出口溫度測(cè)點(diǎn)。要注意對(duì)溫度的檢測(cè)和結(jié)果分析。澆筑養(yǎng)護(hù)期間必須全天進(jìn)行監(jiān)量，一般每個(gè)1h量測(cè)一次。而監(jiān)控則從澆筑開(kāi)始持續(xù)7d，但是必須注意內(nèi)部最高溫度及最大內(nèi)表溫差需控制在合理范圍。

四、墩柱應(yīng)力的監(jiān)控量測(cè)

為了更好觀測(cè)墩身應(yīng)力，需要應(yīng)該在墩底設(shè)置應(yīng)變計(jì)觀測(cè)應(yīng)力。在墩身四角外面的主鋼筋上埋設(shè)傳感器。為確保在監(jiān)控量測(cè)中科學(xué)采集數(shù)據(jù)，需要把應(yīng)力傳感器和混凝土溫度傳感器編號(hào)，然后對(duì)應(yīng)墩身埋設(shè)截面的相關(guān)測(cè)點(diǎn)。鋼筋計(jì)根據(jù)測(cè)試方向與位置在主墩主筋上固定，和鋼筋應(yīng)力傳感器高度相等的混凝土溫度傳感器則埋置混凝土正中，然后對(duì)引線墩外混凝土表面的檢查盒子進(jìn)行測(cè)試，方便觀測(cè)。施工中應(yīng)該按照實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)修正施工控制參數(shù)，從而準(zhǔn)確模擬施工情況。同時(shí)，仔細(xì)處理實(shí)測(cè)應(yīng)力數(shù)據(jù)，然找理論分析結(jié)果。

五、橋梁監(jiān)控量測(cè)

橋梁變形觀測(cè)應(yīng)以墩臺(tái)基礎(chǔ)的沉降和預(yù)應(yīng)力混凝土梁的徐變變形為主。橋梁變形觀測(cè)應(yīng)逐跨、逐墩(臺(tái))布置測(cè)點(diǎn)，涵洞應(yīng)逐個(gè)布置。其余橋梁變形觀測(cè)應(yīng)逐跨、逐墩（臺(tái)）布置測(cè)點(diǎn)，涵洞應(yīng)逐個(gè)布置。橋涵主體工程完工后，沉降觀測(cè)期一般應(yīng)不少于6個(gè)月；巖石地基等良好地質(zhì)區(qū)段的橋梁，沉降觀測(cè)期應(yīng)不少于60天。觀測(cè)數(shù)據(jù)不足或工后沉降評(píng)估不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)期。

六、結(jié)束語(yǔ)

做好T構(gòu)橋施工中的監(jiān)控量測(cè)工作，才能確保橋梁橋墩的基礎(chǔ)工作質(zhì)量。隨著監(jiān)控量測(cè)在高速公路T構(gòu)橋的建設(shè)中的普遍運(yùn)用，因而在相關(guān)的工程施工中，要保證其質(zhì)量與施工安全，就需要做好T構(gòu)橋的量測(cè)監(jiān)控工作，讓梁體線符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，梁體合龍精度更高，最終實(shí)現(xiàn)高速公路過(guò)程項(xiàng)目建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]孫浩.大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁施工量測(cè)與監(jiān)控[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013,（06）：77.

[2]李劍.連續(xù)剛構(gòu)橋的施工量測(cè)及監(jiān)控技術(shù)[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2012,（23）：93.