■方 坤 ■江蘇省交通技師學院，江蘇 鎮(zhèn)江 212006

橋梁工程施工是一項較為復(fù)雜、精細的工程作業(yè)，工程施工水平在很大程度上決定了橋梁的整體質(zhì)量和性能的發(fā)揮。相比普通簡支梁橋，變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋的施工技術(shù)難度較大，工程施工精度要求更高，在橋梁施工中應(yīng)及時進行測試和監(jiān)控，確保工程順利進行，保證工程質(zhì)量。

1 工程概況

姚家橋位于溧陽市別橋鎮(zhèn)金家橋村，是丹金溧漕河整治航道工程的重要組成部分，同時也是完善航道網(wǎng)體系的重要環(huán)節(jié)，對緩解運河運輸壓力具有積極意義，同時也可促進地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。姚家橋主橋跨徑布置為48 +80 +48m，主橋上部結(jié)構(gòu)采用三跨變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用矩形實體墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，主橋總體布置圖如圖1 所示。主橋上部結(jié)構(gòu)采用單箱單室截面，單箱底寬5m，兩側(cè)懸臂各長1.5m，全寬8m。箱梁在橫橋向底板保持水平，頂板設(shè)置1.5%的雙向橫坡，通過腹板高度來設(shè)置。中支點處箱梁中心高4.8m，跨中箱梁中心高2.2m，按二次拋物線的方式進行過渡。該箱梁橋的頂板厚度、懸臂板端部厚度、根部厚度分別為0.25m、0.15m、0.6m，腹板厚度和底板厚度分為控制在0.45～0.6m 和0.3～0.618m。在中支點、邊支點處分別設(shè)置橫隔板，厚度分別為3.0m、1.5m，各橫隔板均設(shè)置人孔以方便施工。為保證工程施工質(zhì)量，采用全站儀、水準儀等測量儀器對工程施工過程中的橋梁主墩偏位、主梁控制點頂面高程偏差、橋軸線偏位、合攏后同跨對稱點高程差等測試，確保橋梁線形指標滿足規(guī)范的要求。

圖1 姚家橋總體布置圖

2 施工監(jiān)控的原則和方法

2.1 施工監(jiān)控的原則

彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋中兩種最為主要的應(yīng)力存在方式。由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工涉及到預(yù)應(yīng)力施加和施工過程中的各種外部荷載，容易導(dǎo)致橋梁在施工過程中出現(xiàn)局部的應(yīng)力過大現(xiàn)象［1］。因此，對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋的施工監(jiān)測必須綜合考慮橋梁施工過程中的變形特性和應(yīng)力特性，但應(yīng)以變形控制為主，只有保證了橋梁的變形指標滿足要求，才能確保橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力較為均衡。撓度和內(nèi)力能反映橋梁結(jié)構(gòu)自身的受力狀態(tài)和運行狀態(tài)，應(yīng)力可用于評定箱梁截面上某一點的受力狀態(tài)，而撓度則可以綜合反映橋梁結(jié)構(gòu)某一截面上所有點受力情況。因此，在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工監(jiān)測方案的制定中，將撓度控制作為重點內(nèi)容進行測試分析，應(yīng)力控制的結(jié)果可以反映橋梁結(jié)構(gòu)具備情況，用于橋梁結(jié)構(gòu)的微觀控制。此外，橋梁的應(yīng)力通常采用應(yīng)變計按照外貼方式進行測試，這也導(dǎo)致橋梁應(yīng)力測試的結(jié)果受外界因素影響較大，而撓度測量的結(jié)果主要受外界溫度的影響，其他外界因素對測試結(jié)果的影響較小，溫度對撓度測試結(jié)果的影響可以通過修正提高測量精確度。因此，在本工程橋梁的施工監(jiān)測具體施工過程中，必須嚴格控制各個控制截面的撓度和軸線橫橋向偏移，同時監(jiān)控應(yīng)力(變)發(fā)展情況，并以對橋梁的變形監(jiān)控作為橋梁施工監(jiān)測的重點。

2.2 施工監(jiān)控的方法

閉環(huán)反饋控制是橋梁施工監(jiān)控最為常用的方法，而預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋?qū)κ┕けO(jiān)測的要求更好，本工程的施工監(jiān)控積極推行數(shù)字化監(jiān)控手段，在閉環(huán)反饋控制的基礎(chǔ)上加入系統(tǒng)參數(shù)識別的環(huán)節(jié)，形成施工、量測、參數(shù)識別、分析、修正、預(yù)測、再施工的自適應(yīng)循環(huán)控制程序［2］。對于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，在施工前，有必要建立橋梁模型，并按照預(yù)定的施工工藝流程進行變形、受力狀態(tài)分析，確定理想狀態(tài)下橋梁結(jié)構(gòu)載各施工階段的變形和受力狀態(tài)。在實際監(jiān)測過程中，應(yīng)將測試確定的橋梁結(jié)構(gòu)實際狀態(tài)與模型計算的結(jié)果進行比較，找出兩者的誤差和引起的誤差的原因，從而修正模型或者采取適當?shù)拇胧蛄菏┕さ钠钸M行調(diào)整，從而形成施工、監(jiān)測的良性循環(huán)。

根據(jù)姚家橋(48 +80 +48)m 連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)特點，在橋梁工程施工前必須制定符合工程實際情況的施工方案，并在施工現(xiàn)場嚴格按照施工方案進行施工，并及時施工監(jiān)控結(jié)果進行處理，在確保各個施工環(huán)節(jié)滿足施工技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，再進行下一個工序的施工。通過監(jiān)測結(jié)果指導(dǎo)橋梁施工，可以確保橋梁施工在滿足工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高施工效率。

3 線形(高程)監(jiān)控的內(nèi)容與成果分析

在橋梁施工過程中，通過測試各個箱梁節(jié)段的立模標高的變化，可以確定橋梁的施工狀態(tài)，若測試結(jié)果出現(xiàn)較大偏差，則必須分析偏差原因，進行合理的施工控制。因此，線形(高程)的控制是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工控制的關(guān)鍵，測量工作和模型分析都是圍繞這個目標進行的［3］。箱梁橋常用懸臂法進行施工，懸臂施工具有諸多優(yōu)點，但也容易因多種因素的影響導(dǎo)致測量計算的箱梁撓度與實測撓度存在一定的差異［4］。在本工程施工監(jiān)控中，應(yīng)分析混凝土容重、彈性模量、施工荷載和橋墩變位等對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁撓度的影響程度，并做出相應(yīng)的修正，以提高橋梁工程施工的質(zhì)量和技術(shù)水平。

為保證橋梁線形(高程)監(jiān)測結(jié)果的準確，在橋梁各橋墩的0#節(jié)段上設(shè)置2 個基準點(如圖1 所示)，通過測試其他各節(jié)段測點的高程變化，可以確定已經(jīng)完成橋梁長度范圍內(nèi)的撓度。為準確測量各施工階段后的主梁線形情況，必須確定各梁段的標高，并通過澆筑前后梁段標高的變化計算豎向撓度。為此，必須在每個施工節(jié)段上布置高程觀測點，為保證測試結(jié)果的準確性，通常按照左中右的順序布置3 個測點，測點的布置應(yīng)離臨空面10cm 以上，同時注意避開掛籃的位置，本工程各施工階段箱梁的高程監(jiān)控測點布置如圖2 所示。

圖2 箱梁高程監(jiān)控測點布置示意圖

測點的位置通常由測點樁標識，為保證測點樁與橋梁箱梁頂板的粘結(jié)，應(yīng)采用焊接的方式將Ф22 鋼筋測點樁與箱梁頂板焊接牢固并使鋼筋測點樁豎直露出箱梁頂板混凝土表面5cm 左右。0#塊上的測點為箱梁撓度測試的水準基點，通過精密水準儀(DS1)和因瓦水準尺測試其他各測點相對于水準基點的高程變化，但由于橋梁的撓度變形通常較小，為保證撓度值的精度達到mm 級別，應(yīng)采用國家三等水準測量的精度要求和觀測方法施測，并以0#塊上的水準基點為起閉點按照閉合水準路線進行水準測量。

通常預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁懸臂施工包括掛籃前移、澆筑階段混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力3 個階段，由于前兩個階段箱梁仍處于施工狀態(tài)，主要測試已完成施工的箱梁線形與理論線形是否吻合，而張拉預(yù)應(yīng)力是在箱梁合攏以后的工序，此階段應(yīng)重點觀測合攏處的對接情況。為提高測試結(jié)果的準確性，較少外界因素對箱梁撓度的影響，通常將撓度觀測時間安排在早上五點至8 點，此時懸臂箱梁的溫度-撓度變形相對穩(wěn)定，夜晚溫度降低引起的上撓變形停止，而白天溫度上升引起的下?lián)献冃芜€未開始。

箱梁縱向曲線的順滑是變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋線形(高程)控制的重要依據(jù)，但實際施工過程中很難保證箱梁縱向曲線的完全順滑，若在施工過程的某一階段出現(xiàn)實際標高與理論計算不一致的情況時，可以控制后續(xù)施工階段的箱梁高層進行逐步調(diào)整，只需保證箱梁無局部的突起和下?lián)希瑥恼w上來看箱梁縱向曲線是均勻連續(xù)的即可。通過對懸臂施工過程中橋梁線性變化進行及時觀測，可以及時發(fā)現(xiàn)施工中的問題，并采取合理的措施進行調(diào)整，特別要關(guān)注邊跨合攏前幾個節(jié)段的線性變化。

由于本工程的變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋為3 跨結(jié)構(gòu)，應(yīng)按照先邊跨再中跨的施工順序進行，只有在完成邊跨合攏、解除臨時錨固后，才能進行中跨合攏的施工工作。為保證合攏施工的效率和質(zhì)量，合攏施工通常在一天中氣溫最低時采用平衡施工法澆筑合攏段混凝土，并在施工過程中對全橋合攏前兩懸臂端底板相對高差、合攏后及成橋后測點高程進行觀測，從而確定合攏施工的質(zhì)量。

從大量的測試數(shù)據(jù)分析可知，不同施工階段各個號塊的位移均滿足規(guī)范要求，成橋后梁段頂面高程最高比設(shè)計高程高9mm，說明姚家橋連續(xù)梁橋線形基本滿足要求。除個別測點外，頂面高程差大部分在(±10mm)之內(nèi)，說明主橋線形平滑。各個合攏段合攏前兩懸臂端相對高差最大偏差為7mm，最小偏差為5mm，表明本工程橋梁施工中各個合攏段合攏順利，合攏精度達到規(guī)范規(guī)定的要求(±10mm)。

4 結(jié)論

施工監(jiān)控是保證橋梁工程施工質(zhì)量的重要措施，對保證工程施工進度具有重要意義。在變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工中，根據(jù)各墩上監(jiān)測點在澆筑前后梁段標高的變化和不同施工階段各個號塊的位移情況，實現(xiàn)了對橋梁施工期間的全過程監(jiān)控，使得橋梁施工過程得到良好的控制，保證施工過程中的結(jié)構(gòu)安全，達到施工監(jiān)測和控制的目的。

［1］封麗君.大型橋梁的施工監(jiān)控方案探討［J］.江西建材，2015(7):172-173.

［2］吳旭彪，薛杰.大跨度斜拉橋施工監(jiān)控［J］.廣東公路交通，2012(3):18-21.

［3］姜天曉.關(guān)于橋梁施工控制中若干重點問題的探討［J］.工程與建設(shè)，2012，26(5):673-675.

［4］黃春暉，史俊濤.連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控分析［J］.貴州大學學報(自然科學版)，2013，30(4):98-101.