下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)控技術(shù)淺析

王祥國

(遼寧省路橋建設(shè)第一有限公司，遼寧 沈陽 110020)

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下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)控技術(shù)淺析

王祥國

(遼寧省路橋建設(shè)第一有限公司，遼寧 沈陽 110020)

以下承式鋼管混凝土系桿拱橋的施工工序來分析其施工監(jiān)控技術(shù)，希望對今后混凝土系桿拱橋的施工監(jiān)控起到借鑒意義。沙潁河大橋上部結(jié)構(gòu)為單跨112 m下承式鋼管混凝土系桿拱，為剛性系梁拱，計算跨徑L=108.0 m拱軸線為二次拋物線，矢跨比為1/5，矢高21.6 m。

下承式鋼管混凝土；系桿拱橋；監(jiān)控技術(shù)

1 下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)控涉及內(nèi)容

1.1 下承式鋼管混凝土系桿拱橋系梁線形監(jiān)控

(1)可以對系梁截面的尺寸進行有效控制，達到結(jié)構(gòu)尺寸能滿足設(shè)計的要求；

(2)可以對模板的撓度變形狀態(tài)進行精準測量和反應出來，為之后的底模標高調(diào)整提供數(shù)據(jù)參考；

(3)可以為之后的系梁每個澆筑梁段標高精確定位提供依據(jù)；

(4)盡量不要選擇施工容易造成破壞的地點。

本橋監(jiān)控測點按系梁端點、1/2點、1/4點及系梁長度方向4 m/點(即吊桿位置)，全橋共52個監(jiān)控點。

1.2 下承式鋼管混凝土系桿拱橋拱肋線形監(jiān)控

為了方便研究，本文選擇的拱肋的拱腳、1/2點、1/4點進行分析。根據(jù)實際情況，考慮周全預拱度并計算出、下管下緣、上管上緣，同時測量好專用標志點的三維坐標。借助全站儀施工放樣，直接進行測量，反復進行，指導滿足要求為止。具體情況見表1和表2。

表1 左鋼管拱肋線形監(jiān)測結(jié)果(m)

拱頂設(shè)計預拋值80 mm,拱腳設(shè)計預拋值1.4 mm。

表2 右鋼管拱肋線形監(jiān)測結(jié)果(m)

拱頂設(shè)計預拋值80 mm,拱腳設(shè)計預拋值1.4 mm。

1.3 下承式鋼管混凝土系桿拱橋應力監(jiān)測

理論應力的計算通常是以某截面作為特定的截面，以此為前提，然后對這個截面特殊位置上的應力在不同的施工階段的增量進行計算，想要讓得到的不同施工階段結(jié)構(gòu)應力的變化情況更加真實準確，施工監(jiān)控人員需要在特定的截面安裝幾個應力變化測試計，這樣做是為了用多個測量出來的數(shù)據(jù)同理論值進行對比分析，確保施工安全順利進行。一旦發(fā)現(xiàn)測量出來的多個應力點的數(shù)據(jù)與理論應力相差在10%以上，則必須進行警示預報。結(jié)構(gòu)的應力測試除了可以用來評價橋梁施工的質(zhì)量安全外，還可以對施工過程中橋梁的安全以及橋梁建成之后的跟蹤監(jiān)測，為橋梁設(shè)計理論提供理論數(shù)據(jù)的參考。通常來講，混泥土材料具有不穩(wěn)定性以及不均勻性，受到施工狀況參數(shù)、設(shè)計參數(shù)、預應力損失、溫度、濕度以及結(jié)構(gòu)分析模型等多方面因素的影響，往往實際的結(jié)構(gòu)應力與設(shè)計應力都存在一定的差距，計算應力難以恰當反應出結(jié)構(gòu)的實際應力變化情況。所以，在對預應力混泥土結(jié)構(gòu)進行應變測試的時候，可以利用系統(tǒng)識別以及誤差分析處理，將測試應力值向?qū)嶋H應力值靠近，促使施工監(jiān)控人員可以精確掌握到真實的應力情況。本橋應變計布置在拱腳處、L/8處、L/4處、L/2處、3L/4處、7L/8。

1.4 下承式鋼管混凝土系桿拱橋索力監(jiān)控

吊桿作為下承式鋼管混凝土系桿拱橋重要組成部分之一，其工作狀態(tài)的如何直接影響到下承式鋼管混凝土系桿拱橋的正常工作狀態(tài)。對吊桿索力的測量某種程度上決定著下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工進行的正常運行甚至是成敗關(guān)鍵所在。吊桿索力的測試有若干種方法，本橋所采用的是頻率法。為了保證本研究結(jié)果準確，本橋還選取部分吊桿在這些吊桿錨杯下安裝了壓力傳感器，將壓力傳感器上直接讀取的數(shù)值與頻率法數(shù)據(jù)對比。頻率法指的是根據(jù)吊桿拉力與吊桿振動頻率之間對應的關(guān)系特征，在已經(jīng)得知吊桿的長度、分部質(zhì)量等參數(shù)時，在吊桿上綁定靈敏度非常高的拾振器，通過拾振器拾取吊桿在環(huán)境振動激勵下的振動信號，然后利用信號方大、濾波或A/D轉(zhuǎn)換和頻譜分析就可以得到吊桿自身振動的頻率，在通過吊桿力和吊桿自身振動頻率之間的關(guān)系得知吊桿拉力。

2 下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)控應當注意的事項

2.1 變形觀測的注意事項

橋梁施工過程中變?yōu)椤⒆冃伪O(jiān)測工作貫穿與整個橋梁施工過程，最大的特點就是施工實施與理論計算緊密相連。所以，橋梁施工過程中，施工部門和監(jiān)控部門需要相互合作，相互配合，將各自的本職工作做好，保證橋梁高質(zhì)量的安全完工。

(1)施工中必須按照有關(guān)要求進行，模板的組裝一定要避免混凝土超方過多導致監(jiān)控無法正常進行；

(2)施工監(jiān)控部門必須根據(jù)施工的實際情況，將有關(guān)數(shù)據(jù)、資料收集好，并仔細分析這些數(shù)據(jù)、資料，保證施工的順利進行；再比如根據(jù)橋梁平衡施工的原則，務必保持梁段整體平衡。

2.2 應力監(jiān)測的注意事項

(1)將應變計平行結(jié)構(gòu)應力方向安裝；

(2)采用尼龍扣帶將應變計捆綁在結(jié)構(gòu)鋼筋上，避開混凝土和搗振棒能直接沖擊到的鋼筋面。綁扎位置應在應變計兩端(即受力柄)的內(nèi)側(cè)5 mm處，中間部分不容許綁扎。應變計為兩端頭緊貼鋼筋，中間懸空的狀態(tài)。

3 結(jié) 語

下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工過程復雜，難度較大。正因如此，施工過程中的監(jiān)控是不能缺少的，在施工監(jiān)控過程中按照監(jiān)控的流程對施工各個階段實施監(jiān)控，從而保證成橋的質(zhì)量。本文以沙潁河大橋為依托就下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)控進行總結(jié)分析，為同類型橋梁施工過程監(jiān)控提供了經(jīng)驗。

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2016-04-11

王祥國(1981-)，男，副高級工程師，研究方向：橋梁施工。

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1008-3383(2016)11-0126-01