預(yù)應(yīng)力簡支梁場監(jiān)控量測技術(shù)

夏海濤

(安徽理工大學(xué)，安徽 淮南 232000)

0 前 言

近些年來，隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，相應(yīng)的橋梁工程項(xiàng)目越來越多，在橋梁工程中，箱型結(jié)構(gòu)簡支梁由于其本身的很多優(yōu)勢使其成為橋梁結(jié)構(gòu)的首選。該箱梁結(jié)構(gòu)的形狀特點(diǎn)為內(nèi)部是空心，上部兩側(cè)有翼緣，這使得其擁有了加快工程進(jìn)度和縮短工程工期的最大優(yōu)點(diǎn)。在橋梁的建設(shè)過程中，由于其工期較長，且在建設(shè)過程中容易受到多方面的影響，一旦發(fā)現(xiàn)橋梁出現(xiàn)質(zhì)量問題，不僅會對施工進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)方面產(chǎn)生影響，而且還威脅到施工人員的安全，對整個建筑結(jié)構(gòu)的安全也造成難以估量的影響，因此，必須在工程施工中嚴(yán)格監(jiān)控箱梁生產(chǎn)。現(xiàn)階段，我國對橋梁施工質(zhì)量方面的監(jiān)督一般都是由相應(yīng)的監(jiān)督機(jī)構(gòu)人員來負(fù)責(zé)監(jiān)控，如質(zhì)量監(jiān)督站等，作為把握橋梁工程質(zhì)量安全的關(guān)鍵一環(huán)，需要了解箱梁生產(chǎn)過程中需要測量的監(jiān)控項(xiàng)目，嚴(yán)格監(jiān)控箱梁生產(chǎn)過程中制梁場相關(guān)設(shè)備場地等的沉降，并嚴(yán)格按照相應(yīng)的箱梁生產(chǎn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來嚴(yán)格監(jiān)督，避免在箱梁的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)安全問題，只有做到上述要求才能確保箱梁的生產(chǎn)過程中不會出現(xiàn)紕漏及不會對施工現(xiàn)場造成影響，只有對生產(chǎn)過程中各項(xiàng)指標(biāo)嚴(yán)格把關(guān)并采取合理且操作性強(qiáng)的監(jiān)控措施，才能保證橋梁過程施工建設(shè)的整體質(zhì)量。

1 箱梁生產(chǎn)過程中需要量測監(jiān)控的分部分項(xiàng)工程類型

本文基于施工現(xiàn)場的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對箱梁生產(chǎn)過程中的需要測量和監(jiān)控的分部分項(xiàng)工程類型進(jìn)行了歸納，在工程現(xiàn)場制梁場的測量監(jiān)控項(xiàng)目有：制梁臺座變形監(jiān)控；存梁臺座不均勻沉降監(jiān)控、龍門吊基礎(chǔ)、拌和站粉罐基礎(chǔ)等沉降監(jiān)控；梁體上拱度監(jiān)控；預(yù)制梁徐變觀測。

2 制梁場制、存梁臺座監(jiān)控

在進(jìn)行沉降觀測的準(zhǔn)備階段，首先應(yīng)埋設(shè)沉降觀測水準(zhǔn)基點(diǎn)并對制、存梁臺座、梁體進(jìn)行觀測點(diǎn)的布設(shè)。

2.1 水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)

沉降觀測是根據(jù)制、存梁臺座附近的水準(zhǔn)點(diǎn)并通過水準(zhǔn)測量測出制、存梁臺座的上觀測點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)控制網(wǎng)是沉降測量的關(guān)鍵要素，水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)又是重中之重，水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)情況直接影響到測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也是直接影響制、存梁臺座后期存梁能力的重要技術(shù)指標(biāo)，所以水準(zhǔn)基點(diǎn)必須堅實(shí)牢固，且數(shù)量不得少于兩個。

2.2 沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)

1)制梁臺座沉降觀測點(diǎn)埋設(shè)：首先根據(jù)制梁臺座基礎(chǔ)類型對沉降觀測點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)行選擇，若制梁臺座基礎(chǔ)為條形混凝土基礎(chǔ)，則在對稱兩側(cè)，端頭位置，1/4位置，1/2位置各布置5個觀測點(diǎn)，共計10個測點(diǎn)。若制梁臺座基礎(chǔ)為鋼支座基礎(chǔ)，則在鋼支座外側(cè)焊接沉降觀測標(biāo)，測量時，利用水平尺將測點(diǎn)引出，再立塔尺進(jìn)行測量，觀測點(diǎn)布設(shè)位置也是在對稱兩側(cè)，端頭位置，1/4位置，1/2位置各布置5個觀測點(diǎn)，共計10個測點(diǎn)。

2)存梁臺座沉降觀測點(diǎn)埋設(shè)：存梁臺座上共布設(shè)4個觀測點(diǎn)，分別在四個墩臺基礎(chǔ)側(cè)面。另外，在梁體底面4個支座處設(shè)點(diǎn)，檢測梁體底面4個墩2條對角線和之差是否在2 mm以內(nèi)。

3)觀測前，使用的儀器設(shè)備應(yīng)有相應(yīng)的資格證書以及校定報告，確保儀器準(zhǔn)確性，必要時可對水準(zhǔn)儀進(jìn)行人工校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法為：選一處長度約為50 m的空曠處，將塔尺立于水準(zhǔn)儀兩側(cè)進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，得出測量結(jié)果后，在原位置向前或向后10 m左右位置再次建站測量，對比兩次測量數(shù)據(jù)是否有誤。儀器使用水準(zhǔn)儀、水平尺、塔尺。在每次變形測量時，塔尺應(yīng)立直且保持穩(wěn)定，若出現(xiàn)需要水平尺引點(diǎn)輔助測量的情況，應(yīng)將水平尺水平氣泡調(diào)在中間，確保測量穩(wěn)定性，確保測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且測量時還應(yīng)符合以下規(guī)定：①使用同一臺儀器和設(shè)備；②固定觀測人員。

4)每個制梁臺座在進(jìn)行首件生產(chǎn)前，均需要進(jìn)行初始沉降測量，在生產(chǎn)過程中，根據(jù)加載和卸載后的沉降觀測記錄，后續(xù)箱梁施工時及時對外模桁架進(jìn)行調(diào)整，確保反拱值，以后使用一次檢測一次，直到連續(xù)五次無沉降時才能停止沉降和變形觀測。

5)存梁臺座基礎(chǔ)必須保證其沉降量滿足設(shè)計要求，兩對角臺座高程之和的差小于2 mm，橡膠墊塊頂面需嚴(yán)格抄平。

6)制、存梁臺觀測周期如表1～2所示。

表1 制梁臺座觀測頻次

表2 存梁臺座觀測頻次

7)沉降觀測的評估。分析制梁臺座基礎(chǔ)沉降是否均勻或已穩(wěn)定，反拱值已經(jīng)穩(wěn)定不需要再進(jìn)行調(diào)整，符合制梁要求。當(dāng)制梁臺座發(fā)生不均勻沉降時，應(yīng)檢查模板的預(yù)設(shè)反拱值是否符合要求，及時進(jìn)行調(diào)整。

分析存梁臺座基礎(chǔ)沉降是否均勻或已穩(wěn)定，存梁臺座四個支點(diǎn)的沉降(包括橡膠墊塊壓縮量)要求在2 mm以內(nèi)，如果超出2 mm，應(yīng)用提梁機(jī)將梁體提起，并采用加墊鋼板或鋪細(xì)砂對支點(diǎn)進(jìn)行調(diào)平，保證存梁臺座兩對角臺座高程之和的差小于2 mm。

3 梁體上拱度測量

1)梁體彈性上拱觀測點(diǎn)埋設(shè)：在每片梁提運(yùn)至存梁臺座后在梁底兩側(cè)梁端支座中心、跨中處做好6個觀測點(diǎn)標(biāo)記。

2)終張前測一遍6個觀測點(diǎn)水平標(biāo)高，終張后(24小時內(nèi))再測一遍6個觀測點(diǎn)的水平標(biāo)高，兩側(cè)取平均值即為梁體彈性上拱值。彈性上拱值不大于設(shè)計值的1.10倍。

3)上拱度：上拱度測量時用水準(zhǔn)儀分別測量左右側(cè)梁底支座板和跨中處高差(用水平尺引出在上面立標(biāo)尺)并取平均值作為最后結(jié)果，要求上拱度≤ L/3 000。當(dāng)箱梁不能及時架設(shè)時，在終張拉完成60 d后測量梁體上拱度，其實(shí)測上拱度與終張拉30 d實(shí)測上拱度之差不應(yīng)大于理論計算殘余徐變拱度值。

4 預(yù)制梁徐變沉降觀測

4.1 觀測點(diǎn)布置

簡支梁的一孔梁設(shè)置觀測標(biāo)6個，分別位于兩側(cè)支點(diǎn)及跨中，見圖1。

圖1 梁部測點(diǎn)橫向布置示意圖

4.2 梁體觀測元件與埋設(shè)技術(shù)要求

梁體觀測標(biāo)：基于工程現(xiàn)場實(shí)列選擇直徑為16 mm的圓鋼觀測標(biāo)，頂部刻畫十字線，埋置深度不小于0.1 m，表面高出埋設(shè)表面3 mm，且應(yīng)該做好防銹。并將完成埋設(shè)后測量樁頂標(biāo)高作為初始讀數(shù)。

4.3 觀測技術(shù)要求與實(shí)施方法

1)預(yù)制徐變觀測技術(shù)要求。對原材料變化不大、預(yù)制工藝穩(wěn)定、批量生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁，前3孔梁逐孔設(shè)置觀測標(biāo)，每100孔選擇1孔設(shè)置觀測標(biāo)。對實(shí)測彈性上拱度大于設(shè)計值情況，前后未觀測的梁應(yīng)補(bǔ)充觀測標(biāo)，逐孔進(jìn)行觀測。

2)測量工作基本要求。

(1)每次觀測前，確認(rèn)使用的儀器(DiNi03電子水準(zhǔn)儀、銦瓦尺)在檢定有效期內(nèi)，方可使用儀器。

(2)觀測時要符合下列要求：①固定人員，且測量人員必須經(jīng)過培訓(xùn)；②為了減小誤差，增加測量精度，需要固定水準(zhǔn)點(diǎn)、固定人、固定設(shè)備、固定環(huán)境、固定方法，以提高觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；③工作環(huán)境和條件統(tǒng)一；④成像清晰、穩(wěn)定時再讀數(shù)；⑤必要時，進(jìn)行同級換手測量。

3)測量方法。水準(zhǔn)路線觀測按二等水準(zhǔn)測量精度要求形成閉合水準(zhǔn)路線，沉降觀測點(diǎn)位置圖見圖2(其中1、2、3、4構(gòu)成第一個閉合，3、4、5、6構(gòu)成第二個閉合)。

圖2 沉降觀測點(diǎn)位置圖

4)梁體徐變量計算：利用軟件輔助計算。

5)判定標(biāo)準(zhǔn)：預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)的變形應(yīng)符合以下規(guī)定：終張拉完成時，梁體跨中彈性變形不宜大于設(shè)計值的1.10倍，若發(fā)現(xiàn)彈性變形過大，要對該孔箱梁進(jìn)行后續(xù)測量，分析原因，明確在后續(xù)施工中，是否需要對反拱進(jìn)行調(diào)整。

6)觀測精度要求：徐變觀測精度為±1 mm，讀數(shù)位數(shù)取到小數(shù)點(diǎn)第二位。

7)觀測頻次要求：觀測頻次應(yīng)滿足表3要求，嚴(yán)格根據(jù)時間間隔對梁體徐變進(jìn)行測量。

表3 梁體測量間隔表

4.4 資料整理與提交文件的技術(shù)要求

1)測量完成后，及時對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并電子化，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂、丟失等情況。

2)當(dāng)發(fā)現(xiàn)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時必須首先自查，應(yīng)重測并分析工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性，并提交自查分析報告。為確保評估工作的順利進(jìn)行，在保證外業(yè)測量數(shù)據(jù)精度合格的前提下，應(yīng)在當(dāng)天進(jìn)行內(nèi)業(yè)整理，及時針對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并及時采取相應(yīng)處理措施，填寫在觀測數(shù)據(jù)處理文件的說明文檔中。

5 結(jié) 語

預(yù)應(yīng)力簡支梁的生產(chǎn)過程是一項(xiàng)很復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其生產(chǎn)過程牽扯到的內(nèi)容眾多，在箱梁的生產(chǎn)過程中需要時刻注意觀察檢測，注重過程控制，避免出現(xiàn)質(zhì)量安全事故。為保證施工建設(shè)的安全順利進(jìn)行，必須嚴(yán)格監(jiān)控把關(guān)箱梁生產(chǎn)質(zhì)量，加強(qiáng)對箱梁生產(chǎn)過程中各方面的監(jiān)督控制，嚴(yán)格按照相關(guān)程序規(guī)范化操作。本文基于橋梁工程施工現(xiàn)場的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對預(yù)應(yīng)力簡支梁的生產(chǎn)過程監(jiān)督要點(diǎn)進(jìn)行了論述，由此為相關(guān)人員及后續(xù)施工提供了有利參考。

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