李超群 夏宇 羅臨建

摘要：本文以某市政工程大橋施工監(jiān)控為例，論述了施工監(jiān)控目的、施工應(yīng)力監(jiān)測內(nèi)容及方法、施工位移監(jiān)測內(nèi)容及方法，并總結(jié)了施工監(jiān)測工況關(guān)鍵點，對各階段施工監(jiān)控對策展開了分析。經(jīng)工程實踐表明，應(yīng)用于施工控制的施工監(jiān)控措施、監(jiān)測手段以及控制方法具備可行性，對鋼管混凝土系桿拱橋的施工具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：鋼管砼系桿拱橋;監(jiān)測內(nèi)容及方法;監(jiān)測工況關(guān)鍵點;施工監(jiān)控對策

中圖分類號：TU398.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

施工監(jiān)控是鋼管砼系桿拱橋施工工藝關(guān)鍵性的保障環(huán)節(jié)，當(dāng)拱橋在施工期間，如施工內(nèi)容和設(shè)計狀態(tài)不相符時，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)線形以及內(nèi)力偏離設(shè)計，為掌握施工過程中該橋的受力狀況，對施工過程實施施工監(jiān)測和控制具有十分重要的意義。

1? 工程概況

本工程為某市政系桿拱橋（1～96 m），此系桿拱橋的基礎(chǔ)為鉆孔樁，實體橋墩設(shè)計為T形，梁部設(shè)計為1～96 m系桿拱狀，橋?qū)?7.1 m。橋梁總體布置見圖1。

2? 施工監(jiān)控目的

（1）本橋主要監(jiān)控目的為：明確在拱肋安裝、吊桿張拉、系梁澆筑與落架等作用下，上部結(jié)構(gòu)的變形狀況;（2）對潛在異常情況能夠做到及時發(fā)現(xiàn)，并盡快進(jìn)行調(diào)整與糾偏，使其達(dá)到設(shè)計預(yù)期值，同時，保障橋梁施工安全。

3? 橋梁施工應(yīng)力監(jiān)測

3.1? 監(jiān)測截面與測點布置

基于本橋受力特征，對應(yīng)力監(jiān)測部位加以明確，其中系梁測試截面10個，拱肋測試截面10個，共計20個斷面，測點布置見下圖所示。

3.2? 測試設(shè)備與測點埋設(shè)

（1）在應(yīng)力監(jiān)測環(huán)節(jié)，所應(yīng)用的設(shè)備為振弦式傳感器，還有此儀器配套的頻率接收儀;（2）拱肋的應(yīng)變傳感器采用焊接的方法固定在鋼管表面;（3）測試導(dǎo)線應(yīng)引出砼表面，并用鉛絲進(jìn)行牢固綁扎;（4）需要采用剛性保護盒保護應(yīng)變計導(dǎo)線，保護盒與導(dǎo)線的位置應(yīng)該盡量避開施工容易干擾的位置;（5）在砼施工中，對傳感器附近，應(yīng)避免過分振搗。

3.3? 監(jiān)測方法

（1）觀測時間為每日清晨，應(yīng)力測試工作人員應(yīng)做到準(zhǔn)時觀測;（2）按照施工圖劃分的施工階段，都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行應(yīng)力計算分析;（3）針對理論計算所得施工階段的應(yīng)力值，皆根據(jù)箱梁設(shè)計尺寸、砼等力學(xué)參數(shù)而加以進(jìn)一步修正。支架體系按實際設(shè)計參數(shù)考慮;（4）應(yīng)根據(jù)施工工況，對結(jié)構(gòu)各控制截面應(yīng)力開展測試，并實時與理論計算應(yīng)力數(shù)值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)異常及時預(yù)報，并分析查明可能原因，在查明原因之前不得進(jìn)入下一道施工工序。

4? 橋梁施工位移監(jiān)測

4.1? 監(jiān)測目的

確保本橋拱軸線與橋面線形，以便為其相應(yīng)調(diào)整與控制工作給予指導(dǎo);確保橋梁線形滿足設(shè)計和施工技術(shù)規(guī)范要求。

4.2? 測試截面與測點布置

拱肋和系梁的位移測點分別布置在支座、跨中和L/4跨處，其測點布置見圖5所示。

4.3? 系梁水準(zhǔn)點和系梁測點的埋設(shè)

（1）系梁端部水準(zhǔn)點位置見圖6。每一系梁端布置三個水準(zhǔn)點，在高程測量精度方面，應(yīng)滿足三等水準(zhǔn)條件。

（2）可通過直徑達(dá)16 mm的螺紋鋼筋來制作水準(zhǔn)點以及系梁處所有測點標(biāo)志（也可以采用專用測量釘布置），需要有效保護各基準(zhǔn)點以及測點，防止碰撞各水準(zhǔn)點和高程觀測點。

4.4? 位移監(jiān)測方法

（1）位移監(jiān)測包括系梁和拱肋位移監(jiān)測兩方面的工作，在系梁混凝土澆筑前需要及時提供考慮施工預(yù)拱度的立模標(biāo)高，以及在拱肋安裝前及時提供拱肋安裝的定位標(biāo)高;這些標(biāo)高需要根據(jù)實際貝雷滿堂支架、混凝土彈性模量、自重、施工堆積物等，采用MIDAS/Civil軟件，通過全過程仿真分析計算，并根據(jù)現(xiàn)場的實測數(shù)據(jù)調(diào)整得到。（2）實測位移的測量誤差和精度是位移監(jiān)測需要考慮的重要的內(nèi)容，現(xiàn)場測量的高程需要達(dá)到三等的測量精度，并注意消除測量中的系統(tǒng)誤差和偶然誤差的影響，以提高測量精度。（3）對每一工況的監(jiān)測位移需要與理論數(shù)值進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)位移異常需要及時查明原因。

4.5 支架變形處理

（1）本橋采用先梁后拱施工方案，系梁采用鋼管貝雷滿堂支架施工方案，系梁混凝土澆筑前須開展支架靜載試驗;（2）在支架靜載試驗中，采取分級加載方式，最高加載為設(shè)計荷載的1.2倍;（3）立模標(biāo)高的確定，需要考慮支架實際變形曲線，并參考理論計算數(shù)值，另外，由于橋梁寬度為17.1 m，還需要考慮支架橫向不均勻變形的影響。

5? 施工監(jiān)測工況關(guān)鍵點

根據(jù)本橋的特點及設(shè)計的施工加載程序，施工監(jiān)測工況要點如下：（1）系梁支架預(yù)壓后，基于系梁施工預(yù)拱度，對系梁立模標(biāo)高加以明確。（2）系梁混凝土澆筑前安裝系梁應(yīng)力監(jiān)測的振弦應(yīng)變計;測量各振弦應(yīng)變計的初始應(yīng)變值和溫度值。（3）系梁混凝土達(dá)設(shè)計強度后，在系梁頂部布置位移監(jiān)測點，并測量梁頂初始豎向位移，測量各振弦應(yīng)變計的初始應(yīng)變值和溫度值。（4）待張拉系梁首批縱向預(yù)應(yīng)力鋼束完成，測量梁頂初始豎向位移，測量各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值。（5）張拉系梁第一批橫向預(yù)應(yīng)力鋼束后，測量梁頂初始豎向位移，測量各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值。（6）根據(jù)現(xiàn)場施工監(jiān)控數(shù)據(jù)及理論分析計算，給定拱肋安裝的定位標(biāo)高，現(xiàn)場根據(jù)給定的定位標(biāo)高調(diào)整拱肋線形和標(biāo)高。（7）線形與標(biāo)高調(diào)整到位并焊接成永久拱肋后，監(jiān)測系梁及拱肋各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值。（8）上弦管混凝土澆筑完并達(dá)到設(shè)計強度90%后，監(jiān)測系梁及拱肋位移監(jiān)測點的豎向和水平位移;監(jiān)測系梁及拱肋各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值。（9）下弦管混凝土澆筑完并達(dá)到設(shè)計強度90%后，監(jiān)測系梁及拱肋位移監(jiān)測點的豎向和水平位移;監(jiān)測系梁及拱肋各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值。（10）腹腔下段混凝土澆筑完并達(dá)到設(shè)計強度90%后，監(jiān)測系梁及拱肋位移監(jiān)測點的豎向和水平位移;監(jiān)測系梁及拱肋各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值。（11）拱腳二期混凝土澆筑完并達(dá)到設(shè)計強度90%后，監(jiān)測系梁及拱肋位移監(jiān)測點的豎向和水平位移;監(jiān)測系梁及拱肋各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值。（12）分別對稱安裝并張拉吊桿后，監(jiān)測所有安裝吊桿索力;監(jiān)測系梁及拱肋位移監(jiān)測點的豎向和水平位移;監(jiān)測系梁及拱肋各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值。（13）張拉系梁剩余縱向預(yù)應(yīng)力鋼束，監(jiān)測所有安裝吊桿索力;監(jiān)測系梁及拱肋位移監(jiān)測點的豎向和水平位移;監(jiān)測系梁及拱肋各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值。（14）張拉系梁剩余橫向預(yù)應(yīng)力鋼束，監(jiān)測所有安裝吊桿索力;監(jiān)測系梁及拱肋位移監(jiān)測點的豎向和水平位移;監(jiān)測系梁及拱肋各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值。（15）拆除橋下臨時支架，監(jiān)測所有安裝吊桿索力;監(jiān)測系梁及拱肋位移監(jiān)測點的豎向和水平位移;監(jiān)測系梁及拱肋各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值;如需要進(jìn)行吊桿補張拉，重復(fù)所有相關(guān)檢測內(nèi)容。（16）附屬工程及軌道設(shè)備鋪設(shè)后，監(jiān)測所有安裝吊桿索力;監(jiān)測系梁及拱肋位移監(jiān)測點的豎向和水平位移;監(jiān)測系梁及拱肋各振弦應(yīng)變計數(shù)值和溫度值。

6? 各階段施工監(jiān)控對策分析

6.1? 施工控制影響因素

（1）日照因素、空氣相對濕度因素、環(huán)境溫度因素;（2）各吊桿實際張拉力與理論值之間的差異等;（3）施工期間模板變形導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)改變;（4）徐變性、預(yù)應(yīng)力的松弛;（5）混凝土徐變、收縮變形。

6.2? 施工控制措施

（1）在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，對結(jié)構(gòu)變形以及應(yīng)力實施雙控措施，其重點做好變形控制工作。（2）主橋結(jié)構(gòu)施工時的現(xiàn)場模擬分析詳細(xì)操作如下：①先根據(jù)梁格法，將結(jié)構(gòu)離散為梁單元，拱肋離散成直桿，吊桿模擬成鏈桿單元進(jìn)行計算;②按照實際施工順序，基于各施工階段的受力情況，開展仿真計算;③跟蹤計算影響結(jié)構(gòu)變化的因素。（3）圍繞全橋結(jié)構(gòu)開展現(xiàn)場測試跟蹤，對導(dǎo)致誤差發(fā)生的因素展開分析，并對施工措施作出及時調(diào)整。（4）基于分析結(jié)果，找到結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，并監(jiān)測危險狀態(tài)。

6.3? 主要監(jiān)控指標(biāo)允許偏差

本橋主要監(jiān)控指標(biāo)允許偏差見表1所示。

7? 結(jié)論

本文依托某市政項目公路施工監(jiān)控的案例，論述了施工監(jiān)控目的、施工應(yīng)力監(jiān)測內(nèi)容及方法、施工位移監(jiān)測內(nèi)容及方法，并總結(jié)得出如下結(jié)論：（1）鋼管砼拱橋施工監(jiān)控重點：對施工監(jiān)測工況要點的精準(zhǔn)把控;通過結(jié)構(gòu)計算模型可作出準(zhǔn)確模擬;精準(zhǔn)定位監(jiān)測元件預(yù)埋部位，并對其施以有效保護。（2）鋼管砼拱橋施工監(jiān)控核心：對系桿與拱肋的立模高程進(jìn)行合理確定;確保所建立的吊桿張拉方案具備合理性;所制定的監(jiān)控措施具備合理性，同時規(guī)范遵循方案實施監(jiān)控。（3）進(jìn)行各類基準(zhǔn)點的跟蹤觀測，并保證實施的有效性，將在橋梁施工監(jiān)控工作方面發(fā)揮著重要的作用。

（責(zé)任編輯：武多多）

參考文獻(xiàn)：

[1]馮志強，張勇，張智樂.某鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)控分析研究[J].公路，2019（3）：123-127.

[2]趙金鋼，占玉林，趙人達(dá)，等.吊桿斷裂對高速鐵路中承式連續(xù)梁拱組合橋力學(xué)性能的影響分析[J].中外公路，2012（5）：107-111.

[3]楊樂緒.高速鐵路橋施工要點探析——以跨績黃高速鐵路系桿拱橋施工為例[J].價值工程，2015（30）：130-132.

[4]王祥國.下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)控技術(shù)淺析[J].黑龍江交通科技，2016（11）：126，128.