論某連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂現(xiàn)澆施工監(jiān)控技術(shù)

摘要 橋梁工程工序復雜、質(zhì)量控制細目多、質(zhì)量控制難度大，采取有效的施工監(jiān)控措施，可保證橋梁工程施工質(zhì)量。文章以貴陽經(jīng)金沙至古藺高速公路小沖大橋連續(xù)剛構(gòu)橋工程為依托，研究連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂現(xiàn)澆施工監(jiān)控技術(shù)，論述連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)難點，探討施工監(jiān)控方法及監(jiān)控內(nèi)容，分析案例橋梁右幅橋梁監(jiān)控效果，驗證橋梁施工監(jiān)控的有效性，對同類工程開展施工監(jiān)控具有較強指導意義。

關(guān)鍵詞 剛構(gòu)橋;懸臂現(xiàn)澆;施工監(jiān)控;預拱度

中圖分類號 U448.23 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）12-0099-03

收稿日期：2022-04-22

作者簡介：王禮勇（1989—），男，本科，工程師，從事高速公路與橋梁建設工作。

0 引言

橋梁工程是路橋項目工程的節(jié)點工程，施工難度大，不利影響因素多，施工過程控制不力，施工階段極易造成橋梁合龍困難、成橋線形偏差過大等問題，對橋梁建設質(zhì)量、橋梁服役后的運營安全也會產(chǎn)生重要影響。通過有序開展橋梁施工監(jiān)控工作，可有效糾正施工偏差，保證橋梁建設質(zhì)量[1]。基于此，該文以貴陽經(jīng)金沙至古藺高速公路小沖大橋連續(xù)剛構(gòu)橋工程為例，對該橋梁懸臂現(xiàn)澆段施工監(jiān)控技術(shù)展開研究，對保障橋梁建設質(zhì)量具有重要意義。

1 工程概況

貴陽經(jīng)金沙至古藺高速公路小沖大橋，全長915.6 m，主橋為81 m+150 m+150 m+81 m預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，雙向六車道設計，下部結(jié)構(gòu)最深樁基礎77 m，墩高88 m，上部結(jié)構(gòu)分為左右兩幅，單幅寬度16.55 m。主橋0號塊采用托架法施工，標準節(jié)段采用掛籃懸澆施工，中跨合龍段采用吊架施工;邊跨合龍段采用支架現(xiàn)澆施工。

2 連續(xù)剛構(gòu)橋梁技術(shù)特點和難點

（1）施工場地地形、地貌條件復雜。高速橋梁工程，大多需要跨過河流、山谷，地質(zhì)條件、地形地貌復雜，為適應相應的地形地貌，節(jié)約施工造價，常采用較高跨徑。

（2）支架搭設位置較高。橋梁需要橫跨較寬的河流、山谷，橋跨凈空較高，支架施工工程量大，支架搭設位置較高[2]。

（3）橋跨跨徑大，施工階段結(jié)構(gòu)撓度變化大，橋體線形控制困難。橋梁建設過程中，需要用到大量的預制預應力構(gòu)件及預應力施工技術(shù)，結(jié)構(gòu)撓度變化不易控制，易對橋梁線型產(chǎn)生影響。

（4）預應力體系復雜，涉及管道施工工序繁多，管道長度較長。橋梁施工需應用到復雜的預應力體系，涉及較多長度較大的管道，管道曲線多，增加了橋梁工程施工的難度。

3 施工監(jiān)控

3.1 施工監(jiān)控方法及工況劃分

案例橋梁采用自適應控制法進行施工監(jiān)控，可根據(jù)動態(tài)施工數(shù)據(jù)反饋，實時識別橋梁施工偏差，通過分析偏差成因，實施有針對性的糾偏措施，達到動態(tài)糾偏的目的[3-4]。剛構(gòu)橋主橋箱梁懸澆施工，每個施工節(jié)段的工期約8～10 d。合龍施工前，也需要對各施工工況實施有效監(jiān)控。

3.2 結(jié)構(gòu)計算

根據(jù)施工圖紙中標記用的構(gòu)件尺寸、材料信息，建立橋梁Midas Civil有限元模型。通過仿真模型，對橋梁在各施工階段的應力變化狀態(tài)進行監(jiān)控，了解橋梁在各施工階段的應力變化情況，模擬橋體線形在各施工階段變化情況，為后續(xù)施工提供指導。

3.3 預拱度設置

箱梁懸臂施工階段，隨梁體向懸臂段伸出，受結(jié)構(gòu)自重影響，撓度隨之增大，為抵消箱梁撓變影響，需合理設置各階段的預拱度，預拱值計算公式如下：

（1）

式中，——第n施工階段中i節(jié)點的高程;——i節(jié)點設計高程;——i節(jié)點預拱度;——撓度調(diào)整值;——掛籃壓縮變形。

3.4 應力監(jiān)控

受量測手段、儀器精度、儀器布設位置等影響，理論測算結(jié)構(gòu)應力數(shù)據(jù)與橋梁結(jié)構(gòu)實際應力會存在偏差，故應系統(tǒng)性識別結(jié)構(gòu)應變情況，并合理采取誤差糾偏措施，以確保通過測試計算出的結(jié)構(gòu)應力數(shù)據(jù)能夠反映橋梁結(jié)構(gòu)實際應力狀態(tài)。

應變計選用ZRQ-N3000鋼弦式應變計，保證結(jié)構(gòu)應力狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋的準確性[5]。為保證橋梁安全性能，監(jiān)測截面應設置在橋梁最不利受力截面，為此，將監(jiān)測斷面設置在跨中合龍段、墩頂0號塊附近，見圖1;箱梁梁底傳感器布設在梁底端部、中心線處，箱梁頂布設在縱斷面1/4、1/2、3/4處，見圖2。

箱梁懸澆施工流程：

（1）掛籃前移和模板安裝。

（2）混凝土箱梁澆筑、振搗、養(yǎng)護。

（3）預應力索張拉。

箱梁應力監(jiān)測，應以箱梁懸澆流程，合理劃分監(jiān)測階段，監(jiān)測期間綜合考慮大幅溫變等因素造成的結(jié)構(gòu)應力狀態(tài)變化。因混凝土澆筑至硬化要一定時間，應力測量應在各工況結(jié)束8 h后進行。為保證位移測量準確性，降低環(huán)境溫度變化對構(gòu)件位移監(jiān)測的影響，選擇在凌晨5：00—7：00時段測量構(gòu)件位移值。

4 剛構(gòu)橋右幅合龍監(jiān)控分析

根據(jù)施工圖紙標定的橋梁尺寸和構(gòu)件材料信息，建立剛構(gòu)橋空間模型，見圖3所示。在澆筑完橋梁1#墩右幅5號塊后，小里程端實測撓度變化為?9.8 mm（下?lián)希罄锍潭藢崪y撓度變化為?27.1 mm（下?lián)希瑑啥藫献冇嬎憷碚撝禐?20.5 mm（下?lián)希楸ＷC邊跨順利合龍，以兩端撓變計算理論值為控制參數(shù)，結(jié)合實際撓變數(shù)值，合理確定各號塊預拱度[6-7]。剛構(gòu)橋節(jié)段劃分見圖4，1#墩6號塊預拱度見表1。

由圖5可知，1#墩6號塊梁頂部位，撓度實測值、理論值偏差最大為7 mm，最大偏差出現(xiàn)節(jié)段為在大里程端6號塊施工后，未超過控制限值。

以該橋梁1#墩2號截面為例，通過對比該監(jiān)測截面的實測應力與模型理論應力偏差，得出該截面在不同施工節(jié)段的應變曲線，見圖6。

由圖6可知：1#墩2號截面應變實測值、理論值偏差均在3 MPa以內(nèi)，偏差值最大值出現(xiàn)在7號塊上緣，最大偏差為2.7 MPa，符合控制要求。

5 監(jiān)控效果分析

該文所依托的橋梁，右幅兩跨中合龍段施工前兩端底高程見表2。根據(jù)表2數(shù)據(jù)可知，案例橋梁兩中跨高程差分別為?0.03 m、?0.07 m。根據(jù)案例橋梁中跨合攏段長度數(shù)據(jù)、橋面坡度數(shù)據(jù)，該橋梁大、小里程兩端合龍段理論高程差控制值為?0.06 m，兩中跨實測高程差與理論值偏差分別為0.03 m、?0.01 m，滿足監(jiān)控要求。

在該橋梁右幅完成結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換后，通過對比該橋梁右幅線形實際監(jiān)測值與理論值偏差，可知最大正偏差為13 mm，偏差出現(xiàn)位置在橋梁右邊跨的12-13號截面;最大負偏差值為?32 mm，偏差位置出現(xiàn)在橋梁右邊跨7-8A號截面，均滿足監(jiān)控要求，可知線形處于監(jiān)控允許范圍以內(nèi);右幅成橋后，對比關(guān)鍵截面應力理論值、實測值偏差，可得成橋后截面應變曲線[8]，見圖7。

由圖7可知：該橋梁關(guān)鍵截面實測應力與理論應力值偏差均在2 MPa以內(nèi)，實際相比與理論值吻合度較好，截面應力滿足控制要求。

綜上可知，通過開展橋梁施工監(jiān)測，可有效強化成橋線形控制，保證橋梁建設整體質(zhì)量。

6 結(jié)論

該文以實體工程為依托，研究了懸臂現(xiàn)澆施工監(jiān)控技術(shù)，系統(tǒng)論述了施工監(jiān)控內(nèi)容、監(jiān)控流程。通過建立橋梁三維空間模型，模擬橋梁各施工階段的應力變化，通過對比實測值與理論值偏差，根據(jù)偏差差值大小，分析偏差產(chǎn)生成因，并對偏差超出允許范圍的構(gòu)件斷面，采取有針對性的糾偏措施，為后續(xù)合龍施工奠定良好基礎。監(jiān)測斷面設置于橋梁最不利受力截面，在保證最不利受力截面處于良好受力狀態(tài)的前提下，可為其他結(jié)構(gòu)、斷面留足冗余，保證橋梁交付后的運營安全。

參考文獻

[1]方汝峰， 毛江鴻， 譚俊， 等. 節(jié)段懸拼和懸臂現(xiàn)澆混凝土剛構(gòu)橋收縮徐變對比分析[J]. 低溫建筑技術(shù)， 2021（7）： 48-52.

[2]胡曉軍， 何玉先. 連續(xù)剛構(gòu)橋超高墩邊跨現(xiàn)澆段單懸臂施工反拉預壓平衡配重施工技術(shù)[J]. 國防交通工程與技術(shù)， 2021（1）： 37-40.

[3]張成奇.? 預應力混凝土連續(xù)梁橋懸臂現(xiàn)澆施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 蘭州：蘭州交通大學， 2020.

[4]趙新宏， 費維水， 寧曉駿， 等. 連續(xù)剛構(gòu)橋合攏狀態(tài)分析[J]. 工業(yè)安全與環(huán)保， 2022（3）： 7-9.

[5]孫大奇， 李永強. 大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控和仿真分析[C]//. 工業(yè)建筑， 2017（增刊Ⅲ）， 2017： 363-366.

[6]劉恒， 劉治， 連峰， 等. 某兩跨飛雁式異形系桿拱橋施工監(jiān)控實例[C]//. 第26屆華東六省一市土木建筑工程建造技術(shù)交流會論文集（下冊）， 2020： 215-218.

[7]李小勝， 張三峰， 唐英. 懸臂現(xiàn)澆預應力連續(xù)梁橋施工線形監(jiān)控[C]//. 第十七屆全國混凝土及預應力混凝土學術(shù)會議暨第十三屆預應力學術(shù)交流會論文集， 2015： 128-138.

[8]李小勝， 陳舜東， 周勇， 等. 廈蓉高速格都段連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控及總體咨詢[C]//. 第十六屆全國混凝土及預應力混凝土學術(shù)會議暨第十二屆預應力學術(shù)交流會論文集， 2013： 351-361.