浅谈高墩大跨径连续刚构桥施工挠度监测

浅谈高墩大跨径连续刚构桥施工挠度监测
摘要：本文介绍了高墩大跨径连续刚构桥各工序间挠度全过程监测，分析了挠
度监测对施工的重要意义。

通过施工监测和后期预报，及时对相关参数调整，保
证了高墩大跨径连续刚构桥精确合拢，安全、优质实现建设任务。

关键词：高墩；大跨径；连续刚构；挠度；监测
随着近年来交通事业的大力发展，高墩大跨径连续刚构桥以其经济合理、外
型美观、等特点，广泛应用于公路桥梁中。

高墩大跨径连续刚构桥以其受力合理，跨越能力大为高等级公路提供了较好的桥型方案。

对于高墩大跨径连续刚构桥来说，施工监测是一项重要的工作，它直接关系到施工质量与成本，大跨径连续刚
构桥施工过程中要经历“悬臂—合拢”的体系转换过程，形成超静定结构。

由于施
工阶段比较多，施工过程中砼浇筑使得各梁段截面特性、截面材料成分都在不断
发生变化，应力与挠度也处于大幅度变化过程中，加之施工荷载、几何线性、材
料非线性、环境温度、湿度、日照时间、砼收缩、徐变、预应力损失、施工误差、施工周期等诸多因素影响，任何一项因素都有可能使得工程实体偏离预定目标。

准确掌握各施工阶段变形值，就能保证梁体空间位置与设计相符，从而实现大桥
的准确合拢。

高墩大跨径连续刚构大梁施工阶段较长，截面变化大，结构受力复杂，为了
保证施工过程中大梁截面应力分布、挠度变化都能处于有效监控中，在施工过程
建立一个“预测→观测→分析→反馈→调整”的监测体系。

在施工过程中进行全方位、全过程监测，然后与设计数据进行对比分析，及时修正理论计算各种参数，
更准确的预报后期挠度，以提高施工精度，确保高墩大跨径连续刚构桥能安全、
顺利、优质的完成施工任务。

一、施工监测准备
1、高墩大跨径连续刚构桥挠度监测精度要求较高，从保证成果可靠、监测方
便等因素考虑，建立一个满足监测要求的高程控制网尤为重要，基准点宜选在变形、施工干扰较小的零号块轴线点附近。

监测选用水准仪型号DS3型自动安平仪（此类型号仪器在施工中使用较为普遍），并结合工程测量规范（GB50026-2007）按三等水准标准进行控制测量。

2、监测点应以能全面反映结构物特征和变形情况为宜，根据监测特点及《建筑变形测量规程》（JGJ 8-2016）规定选定监测点数量及位置，并结合挂篮施工特点，在顺桥长方向每节梁段断面布置7个监测点，以便充分反映施工过程中各阶
段挠度变形值，同时也能较好完成施工过程中放样与测量控制工作，具体测点布
置（见图1）。

图1.挠度监测点横向布置图
3、建立健全的监测制度，由于连续刚构桥采用挂篮施工周期较长，故施工监
测周期较长，必须建立健全的监测制度，即为：测量分工责任制、基准点及监测
点使用保护制、测量记录规范化制、仪器保养与校核制。

尽量避免因人员、仪器
等因素引起的误差。

4、制订完整的监测方案，建立相同观测路线和方法，使用相同的仪器设备，
固定观测人员，由于连续刚构桥梁体挠度受温度变化而变化，观测时间应安排在
每日温度接近15℃时实施观测任务，观测中应测量记录观测时间段温度，以便后
期对观测数据进行数据分析。

二、施工监测
挂篮施工工序较多，工艺较复杂，为对各施工阶段挠度进行有效的监测，充
分反映悬臂梁挂篮施工过程中挠度变化情况，根据施工特点制定较为完善的监测
流程（见图2），监测流程能有效的反映箱梁在各施工阶段的挠度变化，随着挂
篮施工不断延伸，能有效的采集各个监测点挠度数据。

图2.监测流程挠度监测流程图
1、模板标高的确立，对悬臂梁挂篮施工的成败起到决定性的作用，模板标高预抬高值是综合考虑施工过程中各种因素对挠度影响值，结合设计单位提供的挠
度与施工监测可得较为准确的模板预抬高数据，施工过程中一般按下式确定立模
标高：
H=H0+ft+fz+Δh（-1）-fy+fh+fp+fc
式中：H—立模标高；
H0—设计标高；
ft—挂篮自身在自重下的变形，包括挂篮非弹性变形，可根据挂篮理论计算与实际加载试压与施工过程中经验确定（根据施工经验可取20mm-30mm，具体视
挂篮刚度确定）；
fz—施工段及以后浇筑段对该点的挠度影响值，该值设计单位提供，可根据施工后实际观测进行修正；
Δh（-1）—前一段箱梁实测标高与该段标高差值，由于各种因素影响，导致
同一梁段桥面板实际标高与按立模标高设置的设计施工标高不一致，误差大于
±20mm就需要调整，调整值为误差的一半，通过这种调整方法能保证合拢标高。

fy—施工过程中预应力钢筋张拉对该点影响值，该值设计单位提供，可根据
施工后实际观测进行修正；
fh—砼收缩、徐变、温度、结构体系转换、二期恒载、活载等诸多因素影响
产生的挠度值。

可根据施工组织设计施工周期，由设计单位计算提供。

fp—纵向坡度坡度引起的偏心变形值，设计单位一般在挠度计算过程中不考
虑该影响值，实际施工过程中该影响值确实存在，可根据施工观测值确定该值。

fc—挂篮拆除变形值（采用挂篮合拢不考虑此变形值）。

考虑到温度对挠度的影响，施工放样应尽量选在每工作日时段温度较低段，
尽量坚持每段都在同一温度下进行放样工作。

尽量减少因温度变化对监测结果造
成的误差。

2、当钢筋绑扎与预应力波纹管布设完成，内模板固定完成，按图2布置监测点，监测点用φ12钢筋焊接在梁体钢筋骨架上并与模板底部紧密结合，分别在1、
3、5、6、7#监测点上放样出桥面板及底板标高，挂线以控制砼浇筑后横坡满足
设计要求。

并观测砼浇筑前各个监测点标高。

3、对称浇筑完箱梁砼后，待砼终凝后8小时后，尽量选在隔日清晨8：00对砼浇筑后挠度变形进行观测，该观测过程需对每段梁上的监测点进行监测，与浇
筑前观测值比较出浇筑后挠度变形值，此阶段变形量为各阶段之首，根据变形情
况绘制该阶段挠度图，以便对下段梁施工预抬值进行修正。

4、待砼强度达100%顶板与竖向预应力钢筋张拉压浆后，对各监测点进行观
测（一般安排在张拉后6～8小时的清晨），以确保真实反映张拉变形引起的箱
梁挠度变化值。

5、待一个梁系施工完毕后，拆除挂篮24小时后对各测点进行观测，测得拆
除挂篮后的挠度变形值，由于连续刚构桥施工特点，所以必须在每隔一星期对其
各个监测点进行测量，以测的后期砼收缩、徐变及悬臂状态下自重引起的挠度值。

6、按边跨→次边跨→中跨的原则对连续刚构梁进行合拢，在合拢过程对各监
测点进行挠度观测，以获得各跨合拢后的挠度变化值。

7、按设计对每梁系底板预应力钢筋张拉后，对各梁系监测点进行观测，获得张拉引起的反拱值，张拉压桨完毕后获得最终反拱值，可确定理论与实际偏差值。

以某大桥3号墩为例，各阶段挠度值见表1。

三、挠度分析及施工中应用
施工过程中对已观测数据进行了分析整理，并对影响挠度各种参数进行调整，结合已完成梁段对下段预测，为施工过程中提供依据（理论计算还可结合在成品
中埋设钢筋砼应变计数据），应变与挠度相结合对影响挠度各参数进行调整，以
便使理论计算更接近实际挠度值，从而达到指导施工的目的。

同时根据挠度监测规律，摸清各种影响挠度因素影响值。

综合平衡，满足设
计要求基本规律，推而广之运用于其它梁系测量质量控制中，以便更好的做好施
工测量工作。

四、挠度监测意义
由于大跨径连续刚构桥梁的力学和结构特点以及所处的特定环境，在大跨径
连续刚构桥设计阶段完全掌握和预测结构的力学特性和行为是非常困难的。

大跨
径连续刚构桥的设计依赖于理论分析并过风洞、振动台模拟试验预测桥梁的动力
性能并验证其动力安全性。

然而，结构理论分析常基于理想化的有限元离散模型，并且分析时常以很多假定条件为前提。

在进行风洞或振动台试验时对大桥的风环
境和地面运动的模拟也可能与真实桥位的环境不全相同。

因此，通过施工挠度监
测来验证大桥施工阶段受力的理论模型、计算假定具有重要的意义。

事实上，国
内一些重要大跨径连续刚构桥梁在施工过程时都强调利用监测信息验证结构的设计。

参考文献：
[1]《工程测量规范》（GB50026-2007）。

中国计划出版社。

2007年。

[2]《建筑变形测量规程》JGJ 8-2016。

中国建筑工业出版社。

2016年。

[3]徐岳张丽芳邹存俊《连续梁桥》人民交通出版社2012年。

[4]胡浩牛忠荣《连续刚构桥施工过程挠度的监控与数值分析》（工程与建设）2010年第4期 433-436页
[5]郑尚敏程海根《预应力混凝土连续刚构桥施工监控分析》（四川建筑）2010年第30卷第1期 167-169，171页。