连续刚构桥施工监控实施方案研究

连续刚构桥施工监控实施方案研究

杨方赵学见

（1.2云南远舟工程设计有限公司云南昆明650011）

摘要：对某连续钢构桥施工过程中提出相应监控方案，为同类型桥梁的施工监控提供参考

关键词：连续刚构桥；施工监控

1.工程概况

某桥左、右幅桥跨布置为5×30mT梁＋（85+160+85m）连续刚构＋2×30mT梁，桥梁中心桩号K19+132.349，左、右幅主桥均为3跨预应力混凝土连续刚构，主桥长330m，主墩最大墩高为102.6m。

主梁横断面采用上、下行分离的单箱单室箱型截面；箱梁高度按1.6次抛物线变化，支点处梁高10m，跨中梁高3.3m，桥面设2%的单向横坡。箱梁顶宽为12.25m，底板宽度为7.05m，单侧翼板悬臂长2.6m。0#块顶、底板厚度分别为50cm、120cm，腹板厚80cm，其他梁段顶板厚度为30cm，底板厚度从根部的115cm按1.6次抛物线变化至跨中的32cm。1～9#截面腹板厚70cm，10～16#截面腹板厚60cm，17～22#截面腹板厚50cm，9#～10#、16#～17#截面为过渡段。主梁采用C55混凝土，采用三向预应力混凝土结构。主墩采用C50薄壁空心墩，下部基础采用承台接群桩基础。

2.施工监控的目的

施工监控是根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇梁段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证合拢段两悬臂端标高的相对偏差、成桥后桥面线形不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求。通过施工过程的数据采集和严格控制，确保结构的安全和稳定，保证结构线形平顺和受力合理，避免施工差错，尽可能减少调整工作量，为桥梁安全顺利建成提供技术保障。同时，施工过程中的监控数据可以作为该桥健康档案的原始资料，为桥梁运营期间的健康监测提供基础数据。

3．施工监控主要工作内容

3.1桥梁结构理论分析

按照施工和设计所确定的施工工序，以及设计所提供的图纸和其他设计参数，对施工过程进行详细结构分析计算，模拟桥梁施工过程进行仿真分析，得到各施工状态以及成桥状态下的结构内力（或应力应变）和变形等控制数据。与设计相互校对确认无误后作为连续刚构桥施工监控的理论轨迹。

3.2主梁结构混凝土容重、混凝土弹性模量、预应力管道摩阻损失、锚下应力等设计参数的测试

3.3主梁预拱度及施工过程的线形控制

主梁结构变形控制主要是通过分析施工过程的挠度观测值，对下一阶段施工立模标高进行调控，以控制桥梁施工按预定目标进行。

3.4主梁应力应变监控

3.4.1测点布置

根据连续刚构桥悬臂浇筑施工期间及成桥合拢后的受力特点，结合应力测试内容及理论计算分析资料，监控组拟在主桥墩身墩底（距承台顶面1.0m高位置）、墩顶截面及主梁中跨、边跨悬臂根部、边跨跨中，中跨L/4、中跨跨中、中跨3L/4等关键截面共布设应力测点，单幅106个测点，双幅共212个测点。

3.5墩身垂直度及基础沉降变形监测

3.5.1墩身垂直度监测桥梁墩身的垂直度会影响桥梁结构的受力行为和安全状况，所以墩身垂直度在桥梁施工中应严加控制。

3.5.2基础沉降变形监测

每个主墩承台顶面4个角附近各布置1个观测点。

3.6挂篮验算及挂篮荷载试验

挂篮作为连续刚构桥悬臂施工的主要构件，挂篮的结构安全及变形（包括弹性变形及非弹性变形）将影响桥梁的顺利施工。

3.7预应力管道注浆饱满度检测

采用弹性波反射法检测预应力孔道注浆饱满度。根据桥梁现场施工状况，分别对纵向、横向、竖向预应力采用抽样检测，初步抽取纵向、横向、竖向预应力各四束。

3.8合拢方案及桥面铺装标高确定

3.8.1大桥合拢方案对桥梁线形和受力均会产生较大影响，比如合拢顺序、配重状况、挂篮拆除顺序和时间、预应力张拉情况、桥面临时荷载、是否顶推等，这些将影响施工监控方案的变化，故大桥合拢方案应在悬臂施工开始前提出。在设计大桥合拢方案时，应预测大桥的合拢季节，结合桥梁环境温度监测数据，提前考虑实际合拢温度与设计结构温度差别的相关措施。

3.8.2桥面铺装标高确定

桥面铺装标高的确定应根据合拢后主梁的实测线形和内力，保证95%以上的标高控制点位满足铺装层设计厚度的要求，同时考虑到结构的后期受力状况，对实测标高进行曲线拟合，以协助施工单位确定最优的铺装标高。

3.9重点部位的裂缝观测

根据该类桥梁的施工及受力特点，在大桥施工过程中，重点观测0#块、1#块及跨中的裂缝产生及发展情况。

4施工监控工作流程在悬浇过程中，施工监控工作流程为：

（1）在一个施工工况后，监控单位向施工方提供下一梁段的立模标高文件；

（2）施工方根据立模标高调整好挂篮；

（3）施工方绑扎普通钢筋，预埋预应力管道，在顶板埋置特制钢筋头，浇注该梁段；

（4）施工方在浇注该梁段后，张拉纵向预应力束前，监控单位测量应力应变数据；

（5）施工方张拉纵向预应力束完毕，并将挂篮前移到位，根据监控单位提供的下一个梁段立模标高，将挂篮立模标高调整到位，监控单位测量应力应变数据。循环该流程直至合拢。

在施工过程中，施工单位需对每一节段（包括已完成施工的节段）进行立模时、混凝土浇注前、混凝土浇注后、预应力筋张拉前、预应力筋张拉后的标高观测，并及时将测试数据提供给监控方。

5施工监控主要难点及重点保障措施

5.1主要难点

大跨度连续刚构桥的主梁应力和线形受梁重、预应力、温度、混凝土收缩和徐变等的影响显著，施工过程复杂。施工过程中各种影响结构变形和受力的参数（如梁重、结构刚度、温度场、有效预应力等）与理论计算值存在误差，这些误差会不同程度地对桥梁设计目标的实现产生干扰。

5.2重点保障措施

综合分析本桥结构特点以及同类桥梁在施工和运营期间所出现的各种病害情况，本桥施工监控重点保障措施如下：

（1）桥址温度场监测。通过监测桥址温度场，科学、准确的了解桥址的微观温度，以科学确定桥梁结构合拢方案。

（2）桥梁结构参数现场测试。选派经验丰富的检测工程师对混凝土弹模、预应力管道摩阻损失进行测试工作。

（3）桥梁结构应力、变形监测。通过应力、变形监测，实时分析桥梁结构受力状态，预测下一阶段结构状态，提出相应施工完善措施。

（4）与设计方协商达成一致意见，结合桥位处气候环境，充分考虑合拢温度对主桥结构线形及应力的影响，考虑是否需要施加顶推力等措施，确定合理的桥梁合拢方案，监控组精心组织桥梁结构合拢工序体系转换效应监测，确保桥梁顺利合拢。

连续刚构桥梁常见病害对桥梁结构承载能力及耐久性均产生很大不利影响。根据长期从事施工监控及旧桥检测工作中，对以上桥梁结构病害的成因及应对措施积累了一定经验，现对该桥的施工提出以下几点建议以供参考。

（1）混凝土施工质量应严格管理控制，很多桥梁病害的产生均与混凝土质量有关。

（2）预应力筋张拉严格实行双控，严格控制混凝土强度及弹性模量，成桥后中跨跨中大幅度下挠与纵向预应力张拉不到位、混凝土强度及弹性模量达不到设计要求有关。

（3）预应力筋管道定位及底板拉筋严格控制，特别由于该桥底板未设复合箍筋，拉筋的布设到位尤为重要，箱梁底板厚度为渐变，拉筋的长度也不相同，实际施工中拉筋弯钩没有拉住主筋的情况很容易出现。施工期间中跨跨中附近底板下缘混凝土出现拉崩与此有关。

（4）竖向预应力筋张拉严格控制，墩顶附近箱梁出现斜向剪切裂缝与竖向预应力张拉不到位有关。

6.结语

为了确保连续刚构桥在施工过程中结构内力和变形始终处于安全的范围内，且成桥后的主梁线形符合设计要求，结构恒载内力状态接近设计期望，这就要求在桥梁施工过程中必须进行严格的施工监控，本文就从施工监控的方法出发，提出了比较合理的监控方案，为同类桥梁的监控方案提供参考。

参考文献：

（1）交通部第一公路工程总公司JTJ041-2011公路桥涵施工技术规范

（2）宁万超某特大连续刚构桥施工监控方案研究