连续刚构桥施工监控计算要点分析

连续刚构桥施工监控计算要点分析

发表时间：2014-11-26T15:13:04.500Z 来源：《价值工程》2014年第9月上旬供稿作者：康玉强

[导读] 连续刚构桥具有刚度均匀，高墩大跨、造价低、施工速度快等优点，在山区公路中修建较多。

Calculation Points for Construction Monitoring of Continuous Rigid Frame Bridge康玉强KANG Yu-qiang（四川建筑职业技术学院交通与市政工程系，德阳418000）（Department of Traffic and Municipal Engineering，Sichuan College of Architectural Technology，Deyang 418000，China）

摘要院连续刚构桥一般采用挂篮悬臂施工，在施工阶段随着节段的增加和挂篮的移动，各截面的内力和位移不断变化。在施工期间布置位移、应力、温度测点，监控桥梁状态，设置合理的预拱度确保使用期间的性能。以某预应力混凝土连续刚桥为实例，建立有限元模型，综合考虑挂篮、收缩徐变、预应力张拉、温度变化等多种因素的作用，对该桥在施工阶段的内力位、移作了分析，计算得到了桥梁施工阶段立模标高及成桥预拱度，通过和施工监控测试数据做比较分析，指导施工顺利实施。

Abstract: Basket cantilever construction is commonly used in the construction of continuous rigid frame bridge. The internal forces anddisplacements of each section are constantly changing with segment increasing and basket shifting. During the construction measurementpoints for displacement, stress, and temperature are applied to monitor the state of the bridge, meanwhile a reasonable camber is required toensure performance during service. A prestressed concrete continuous rigid bridge is taken as an example, so the finite element model isapplied to analyze the internal forces and deflection, considering the basket, shrinkage, creep, prestress, temperature and other factors. Thebridge elevation in construction phase and camber during service is got. The comparative analysis of monitoring and test data is helpful tosuccessful implementation and construction.

关键词院薄壁高墩；连续刚构；预拱度；施工监控；悬臂施工Key words: thin-wall and high-pier；continuous rigid frame bridge；camber；construction monitoring；cantilever construction中图分类号院U448 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）25-0142-03

0 引言

连续刚构桥具有刚度均匀，高墩大跨、造价低、施工速度快等优点，在山区公路中修建较多。一般来说，在沟壑地区大多数连续刚构桥均采用挂篮悬臂施工，此工艺成熟，效率高，速度快，施工质量稳定可靠，已被我国工程界掌握[1]。

在施工过程中，结构为静定，无多余约束，且高墩刚度小，荷载种类多且不断变化，故在施工时桥梁的内力状态也是变化的；另外根据已有的实测资料表明连续刚构桥投入使用后下挠过大，偏离设计线型，导致行车不舒适。如1997年建成的重庆江津长江大桥到2007 年跨中下挠31.7cm，肉眼已经能明显分辨出跨中下凹[2]。综上因素，施工期间埋设仪器监控桥梁的受力状态，将实测数据和模型计算结果比较，及时纠正施工中存在的偏差，使桥梁合龙时达到预想的状态，设置足够的预拱度，保证营运期间有良好的工作性能。

1 测点布置

1.1 应力测点布置截面应力不能直接测试得到，一般通过应变仪测试得到，再乘以弹性模量得到应力（混凝土弹性模量的测定一般由施工单位实验室完成）。施工期间的截面横向测点布置见图1，测点布置根据箱梁的宽度确定，对于宽箱为了考虑剪力滞后的影响，横向应增加测点数量。应力计按预定的测试方向固定在主筋上，测试导线引至混凝土表面。施工过程中注意对应力计和引出导线的保护[3]。

1.2 挠度测点桥梁悬臂施工的每一个阶段均要做线形测量，在每个块件对称布置三个以上的测点，不仅测试挠度的同时，还可以观察是否出现扭转，各个测点之间也可以相互校核。挂篮就位后，对每个节段混凝土浇筑前后、预应力钢筋张拉前后均要做高程测量，并和计算模型的结果比较，修正控制模型，保证线形在可控范围内。在具体实施时高程控制点布置在离块件前端一定距离处（10~15cm），采用钢筋垂直方向与顶板的上下层钢筋点焊牢并要求竖直，钢筋露出箱梁混凝土表面一定高度（2~5cm），测点磨平并用红油漆标记（图2）。

1.3 温度测点施工和使用期间温度的变化都将影响桥梁的线形，温度的影响包括年温差和温度梯度。年温差表现为桥梁的整体伸缩，会在结构中引起温度次内力，对结构的影响（挠度和应力）可以较准确的计算；日温变化比较复杂，温度场沿截面高度产生的温度差，使主梁产生挠曲，同时截面上下层纤维之间会有错动，产生温度自应力。

在实际测试过程中，可选在晚上无日照的时间测得年温差，温度梯度的测试应沿着截面的横向和竖向布置（图3）传感器测得。根据实测数据，可以很方便的计算出温度对结构挠度和应力的影响，在施工监控时对立模标高做相应的调整。

2 预拱度计算

2.1 计算方法及荷载桥梁施工控制的计算方法有正装分析、倒拆分析方法和无应力状态法，正装分析方法是按照桥梁实际的施工顺序安装单元计入相关荷载，直到桥梁合龙；倒拆分析是以成桥状态为起点，逐步卸载和拆除结构单元。由于收缩徐变的影响这两种算法的计算结果是不闭合的，所以在施工过程中通常采用正算和倒拆结合，倒拆过程中考虑收缩徐变的影响，此过程交互迭代知道计算闭合。

在仿真模拟过程中，要考虑施工过程中桥梁可能的各种荷载。如结构自重、桥面二期恒载、挂篮荷载、施工过程临时荷载、结构预应力、混凝土收缩徐变、结构临时支撑、结构体系转换等。另外，还应考虑季节温度、日照温差和结构各部位不均匀的温度场等的影响。

2.2 计算方法及荷载在桥梁悬臂施工过程中，桥梁线形的控制主要通过立模标高来控制。随着施工的进行，每一个阶段的受力都不一样，结构的挠度在施工过程中也是不断变化的，故先期施工的节段要计入后期施工荷载的影响，先期施工的块件要设置足够的预拱度，保