连续梁线形监控施工技术

浅谈连续梁线形监控施工技术
摘要：随着桥梁建设的发展对桥梁施工过程中的结构受力、变形及稳定进行监测控制已广泛的应用到悬灌现浇连续梁施工当中，使施工中结构处于最优状态。

所以施工监控是施工质量控制体系的重要组成部分，保证桥梁建设质量的重要手段，对桥梁建设质量的宏观调控，是桥梁施工质量控制的补充与前提。

关键词：控制、质量、线形
中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：
1 工程概况
跨武黄高速特大桥位于鄂州市汀祖镇及花湖镇境内，本桥中100m 连续梁横跨武黄高速，施工中心里程为dk077+193.58，结构为无砟轨道预应力混凝土双线连续梁，桥跨布置为（ 60+100+60）m，全长221.5m。

该连续梁施工方法采用挂篮悬臂浇注混凝土，它是利用已建成的桥墩沿桥跨径方向逐段地悬出接长对称施工。

该连续梁混凝土箱梁除了本身是非匀质材料和材质不稳定外，它还受温度、湿度、时间等因素的影响，加上采用悬臂施工方法，各节段混凝土相互影响，且这种相互影响又有差异，由此这些影响因素造成各节段内力和位移随着混凝土浇注过程变化而偏离设计值，所以通过线形监控对每一个施工阶段进行监测，并对成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证成桥后的线型、合拢段两悬臂的高差满足施工规范要求，结构内力状态符合设计要求。

2 施工监控的实施
施工监控的目的就是通过施工过程中的有关参数的监测与数据分析处理，确保施工过程中结构的安全和稳定，使成桥后的轴线和桥面线型达到设计要求，并且使结构的内力分布与设计理论状态基本吻合，确保桥梁施工安全和正常运营。

桥梁施工监控是一个预告→监测→识别→修正→预告的循环过程。

在施工前和施工过程中均须对结构进行详细的计算分析，对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析，对计算数据进行参数识别、修正，使计算模型逐步与实际状态接近，误差能控制的规范容许的范围内，并据此预测下一施工节段的立模高程。

2.1 初始数据的获得
该箱梁在墩顶 0＃块段和边跨直线段均采用支架现浇的施工方法。

支架在自重和其他施工荷载作用下将发生变形。

这种变形包括弹性变形和非弹性变形。

支架变形要通过预压试验获得。

挂篮安装好后，应对挂篮进行预压,预压试验可采用分级加载方法。

分级加载次数和加载量尽量与施工实际情况接近，记录压重的荷载与挂篮前端的变形情况,绘制荷载与挂篮变形曲线。

荷载与挂蓝变形曲线见图1。

通过预压，消除支架、挂篮的非弹性变形，并测试支架的弹性变形，为立模标高的确定提供数据支持。

图1 荷载与挂蓝变形曲线图
根据上述支架的预压得出的数据，结合理论计算，给出 0#块的
立模标高，下达监控指令；0#块钢筋绑扎过程中埋设应力计、位移测点、温度传感器，在混凝土浇注前，测量其初始值；在 0#块混凝土浇注后、预应力张拉后，测量温度、应力、线形，同时测量0#块顶高程点的标高；施工挂蓝拼装好后，通过上述分析确定挂蓝的荷载变形曲线得出挂蓝变形数据，在结合0#块的变形数据经计算给出 1#块的立模标高，下达监控指令。

以后各号段重复上述操作。

在每个施工梁段前端设一个测试断面，每断面顶面各设三个固定测点和临时测点。

0#块顶部线形监测点、基准点和强制对中点布置见图 2 所示，一般节段线形监测点布置见图 3 所示。

图中腹板处测点位置仅为布置示意，实际实施时根据施工单位挂蓝布置情况以近腹板中心处且避开挂篮滑道为宜；一般节段底模临时测点仅为参考部位，实际位置以对应于顶板测点下方且避开挂篮吊带和接头钢筋为宜。

根据现场埋设的测点获取箱梁各个号段的实际的标高数据。

图2 0#块顶部测点布置图
图3 一般节段线形测点布置图
应力测试全桥箱梁共布置 5 个断面，分别位于主墩两侧和跨中断面处。

全桥应力测点断面布置见图 4 所示，应力测点布置见图 5 所示，各应变测点根据施工阶段埋入。

图4 应力测试断面位置图
图5 各截面应力测点布置图
全桥应力计采用埋入内置式布置。

传感器导线布置见图 6 所示。

图6 各截面应力传感器导线布置图
2.2 数据的分析
2.2.1 应力监控的原理
对国内元件及仪器综合分析比较，混凝土内部埋入式钢弦计决定选用 ej-61 型埋入式智能弦式数码应变计，配合使用无应力计影响混凝土内部应力测试的因素很复杂，除荷载作用引起的弹性应力应变外，还与收缩、徐变、温度有关。

目前国内外混凝土内部应力测试一般通过应变测量换算应力值，即：
σ弹=e·ε弹（1）
式中：
σ弹—荷载作用下混凝土的应力；
e —混凝土弹性模量；
ε弹—荷载作用下混凝土的弹性应变。

实际测出的混凝土应变则是包含其它变形影响的总应变ε。

即：
ε=ε应力+ε无应力（2）
式中：
ε应力—应力应变；
ε无应力—为无应力应变。

为了补偿混凝土内部无应力应变，在布置应力测点时同时埋设工作应变计和无应力计。

分别测得混凝土总应变ε应力和无应力应变ε无应力，按式（2）即可得到应力应变ε应力。

2.2.2 立模标高的确定
预告各节段结构立模标高，通过施工过程结构的仿真计算，并结合现场试验实测影响桥梁施工控制的主要参数，预告箱梁的立模标高。

（其中线形为主，应力为辅）
在主梁的悬臂浇筑过程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线形是否平顺，是否符合设计的一个重要因素，如果在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终桥面线形实现控制目标。

立模标高其计算公式如下：
h立=h设+f+
式中：
h立—施工 i 梁段时 i 梁段的立模标高（梁段最前端某确定位置）。

h设— i 梁段设计标高（应为设置预拱度后的桥梁标高，根据规范规定，桥梁预拱度设置值应为荷载短期效应组合计算的长期挠度值与预加应力长期反拱值之差）
f —施工 i 梁段时混凝土浇筑前 i 梁段的总挠度（软件自动
算出）。

δ—施工 i 梁段挂篮的变形值(根据挂篮加载试验，综合各项测试结果，最后绘制出挂篮荷载－挠度曲线，进行内插而得)及调整值。

2.2.3 整体分析
根据已得出的立模标高、应力变化数据、计算机仿真计算等输入计算机综合比较分析此时梁的线形与设计的差异，并在下一个号段及时作出调整。

如此往复的计算才能使施工中的结构处于最佳状态，才能达到质量控制的目的。

3 监控中注意事项
（1）在各个号段端头预埋的测点采用φ16钢筋，钢筋低端要与箱梁顶板的底模靠紧，并将预埋测点焊在顶板钢筋上，防止其沉降或是松动。

（2）在箱梁上水准点应设置在0#块的中心位置，这样就不会因为梁端的挠度变化而影响水准点的高程。

每施工一段时间就应该对箱梁上的水准点进行复测以保证准确的控制线形。

（3）混凝土应变传感器安装时将轴向对准拟测变形方向，用铁丝将钢弦计绑于周围钢筋上固定好。

（4）传感器在浇注混凝土前和浇注混凝土一定时间内，应在晚上温度比较稳定的时间内连续测量其应力值，同时测量混凝土内部温度，得出结构初始应力与温度的关系曲线，此曲线作为后期应力测试的零点应力。

（5）对于传感器信号传输电缆的保护应充分重视。

要求从埋设点引出的电缆线，应蛇行捆绑在相邻的主钢筋上引到箱梁顶面，以免不均匀下沉和变形拉断电缆线。

并保护好裸露在地表上的电缆线，防止人为或后续施工的破坏。

（6）传感器引出的电缆插头防水保护十分重要。

出厂时，插头上以套装了防水套筒。

每次现场测量完毕，都要把防水套筒在套装上，以免插头被雨水淋湿造成短路而无法测得数据。

如果插头不慎被水浸泡，擦干后也无法测量到正确数据时，应急措施是把插头焊下来，改用三个鳄鱼夹分别联接电缆线的各点，再接入钢弦频率测定仪，即可测得正确数据。

（7）浇筑过程的保护，在浇筑过程中，不要把砂浆直接倾倒在传感器上，也要防止振捣棒或重物击中传感器和导线，以免改变传感器的安装位置（方向）的改变甚至损坏传感器。

4 总结
根据现场施工测得标高变化数据、应力变化数据，同时结合计算机仿真计算所得出的结构内力、结构变形及应力分布状况，通过计算机进行综合分析来预告立模标高的方法，已经广泛的应用到悬灌现浇连续梁施工当中。

在实际施工中线形监控良好的控制了结构状态及线形，可见施工监控是施工质量控制体系的重要组成部分，保证桥梁建设质量的重要手段，对桥梁建设质量的宏观调控，是桥梁施工质量控制的补充与前提。

作者简介：
张雨来，1984年10月，中铁十八局长春地铁项目部，助理工程师。