桥梁顶升顶升监控研究

桥梁顶升的顶升监控研究

摘要：结合具体工程实例，介绍计算机控制同步顶升技术在旧桥加固顶升工程中的监控研究，分别阐述了同步顶升的监控设备、内容和特点，重点研究了顶升加固施工监控技术，对今后同类旧桥加固改造监控方案有重要的参考价值。并对实际应用监控作了具体说明，指出该监控技术安全、可靠，值得进一步推广。

关键词：同步顶升；旧桥监控；位移监测

一、监控目的

桥梁的顶升过程中，虽然采用了plc控制液压同步系统进行顶升操作，但各千斤顶顶升速率仍有可能存在差异，将导致梁体出现相对位移差，并有可能使结构受到损伤。因此，在桥梁上布置多个观测点，通过监测各观测点实际到达的位置与预期位置的差异，判断和控制顶升过程。合理评价结构受外力作用的影响，以便及时、主动地采取措施降低或消除不利因素的影响，确保结构的安全。为此要设置一整套监测系统，并要设定必要的预警值和极限值，以便将姿态数据反馈给施工加载过程。由此可见，对顶升过程实施监控十分必要，施工监测监控贯穿于顶升及落梁全过程中。下面结合济广高速济南连接线工程段店立交桥改造段原桥梁顶升工程为例介绍桥梁顶升的施工监控内容，为桥梁顶升的施工及质量控制提供参考。

施工监控主要包含：原承台基础受力、桥梁实际顶升高度、临时支撑系统监控三大方面。具体监控内容如下：

1、基础沉降观测

2、梁底面标高观测

3、梁横向位移观测

4、梁纵向位移观测

5、箱梁自身裂缝变化

6、顶升系统的垂直度

二、监控设备

1、裂缝监控采用裂缝测宽仪器（djck-2），测量范围：0.02-2.0mm，估读精度0.01mm；

2、梁体顶升高度采用天宝dini03电子水准仪，每公里往返水准观测精度达0.3mm，最小显示0.01mm；

3、基础沉降监测采用静力水准仪监测。

三、顶升监测监控实施

1、梁体裂缝监测

在施工前利用裂缝测宽仪将梁体原有裂缝进行检查、标记。顶升施工过程中，安排专人进行裂缝观测。

2、梁底标高监测

梁底标高的测量是桥梁顶升过程中最为重要的检测，是控制顶升标高与各组千斤顶间同步性的主要手段。梁底标高检测通过在相应位置安置拉线传感器（精度为0.01mm），其将数据反应到plc控制系统，以便实时监测、及时调整各组千斤顶的顶升速度。

并在梁底相应位置用铆钉或膨胀螺丝固定作为监测点，并在桥梁

外侧固定一个相对标高监测点，每进行一个行程的顶升结束后，运用电子水准仪进行测量，并与plc液压控制系统中的拉线传感器反应至电脑中的数据相比较。

3、基础沉降监测

基础沉降监测采用静力水准仪进行监测。将静力水准仪安置在原承台表面，在顶升施工前进行一次监测，记录数据；在顶升过程中要对承台变化进行实时监测，每个行程顶升完毕后，将静力水准仪采集的数据与未顶升前数据进行比较，确定墩台的沉降状况，及时做出相应的措施。

3.1、静力水准仪仪器安装、调试

首先在基础承台顶面用冲击钻头预先打出三个均布的ф12.5孔，孔深10cm。

①. 检查各测点顶面水平及高程是否符合设计要求。

②. 检查测点预打安装孔是否符合上述要求。

③. 预先用水和蒸馏水冲洗仪器主体容器及塑料连通管。

④. 将仪器主体安装在桥梁桥面外侧，用水准器在主体顶盖表面垂直交替放置，调节地脚螺栓螺母使仪器表面水平及高程满足要求。

⑤. 将仪器及连通管系统联接好，从末端仪器徐徐注入连通溶液，排除管中所有气泡。连通管需有槽架保护。

⑥. 将传感系统放于主体容器内。

仪器及静力水准管路安装完毕后，用专用电缆与传感器引出电缆

焊接连接。传感器的主要性能，出厂前由厂家标定给出。现场仅在2～5cm内标定检查系统性能。

3.2、静力水准的观测计算

使用外部观测方法（如：水准仪等）获取每个测次基准水箱（测量参考点）与其初始“0”点的相对高程变化：

δhlj=hlj-hlo

第i测点第j测次与其“0”位高程的相对变化：

δhij=hij-hi0=ki（fij-fi0）+b（tij-ti0）

第i测点第j测次高程与其“0”位高程的相对变化：

hij=δhlj+δhij

式中：fij、fi0为第i测点仪器的第j次和首次读数；

ki为第i测点仪器的灵敏度系数；

tij为第i测点处第j测次的温度测值；

ti0为第i测点处的首次温度测值；

b为第i测点传感器的温度修正系数；

计算结果为负数，则测点相对初始高程沉陷了hij。

4、梁纵横向位移观测

该顶升工程中通过在伸缩缝两侧设置纵向限位装置防止桥梁发生纵向位移。实施顶升前，在顶升梁体范围外架设经纬仪，在桥面上设置横向位移观测点，顶升过程中随时观测梁体的横向位移情况，并设定预警值3mm，如果梁体横向位移接近预警值赶紧通知顶升操作人员停止顶升，分析问题，提出解决方案，正常后方可开始

顶升。顶升过程中安排专人检查桥面锚固块中的螺杆情况，发现松动及时拧紧，同时观察锚固块内千斤顶的变化，使千斤顶始终保持顶紧的状态。

在监测过程中，由于经纬仪有一定的监测范围，在其范围之外就不能进行实时监测，需将经纬仪改变位置才能继续监测。对于这种问题，我们将在桥梁两侧的限位位置利用钢卷尺固定一个比较直观的监测点；同时在纵向限位装置位置布置2-4个钢卷尺监测点。然后安排专人在此监控点出进行实时观察，当梁体发生位移变化时，能够及时的通知总指挥，停止顶升，对发生位移原因进行分析并解决后再继续进行顶升。

5、顶升系统垂直度观测

顶升系统安装完毕后，在钢支撑上选几个点，用垂球或者水平尺划线，在顶升过程中，再利用垂球或者水平尺进行观测钢支撑垂直度。

6、顶升系统加固点监测

顶升系统加固点监测采用人工观察的方式，每个顶升阶段安排专人进行巡视检查，发现问题及时向总指挥汇报。

7、数据观测采集

整个顶升施工分多阶段进行，每阶段施工完毕后，将千斤顶锁定，分组采集梁体竖向、纵横向位移读数，汇总基础沉降变化，观测顶升系统垂直度，并将所有数据汇总后上报总指挥，

四、监测组织安排