论某连续刚构桥悬臂现浇施工监控技术

摘要 桥梁工程工序复杂、质量控制细目多、质量控制难度大，采取有效的施工监控措施，可保证桥梁工程施工质量。文章以贵阳经金沙至古藺高速公路小冲大桥连续刚构桥工程为依托，研究连续刚构桥悬臂现浇施工监控技术，论述连续刚构桥施工技术难点，探讨施工监控方法及监控内容，分析案例桥梁右幅桥梁监控效果，验证桥梁施工监控的有效性，对同类工程开展施工监控具有较强指导意义。

关键词 刚构桥;悬臂现浇;施工监控;预拱度

中图分类号 U448.23 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）12-0099-03

收稿日期：2022-04-22

作者简介：王礼勇（1989—），男，本科，工程师，从事高速公路与桥梁建设工作。

0 引言

桥梁工程是路桥项目工程的节点工程，施工难度大，不利影响因素多，施工过程控制不力，施工阶段极易造成桥梁合龙困难、成桥线形偏差过大等问题，对桥梁建设质量、桥梁服役后的运营安全也会产生重要影响。通过有序开展桥梁施工监控工作，可有效纠正施工偏差，保证桥梁建设质量[1]。基于此，该文以贵阳经金沙至古蔺高速公路小冲大桥连续刚构桥工程为例，对该桥梁悬臂现浇段施工监控技术展开研究，对保障桥梁建设质量具有重要意义。

1 工程概况

贵阳经金沙至古蔺高速公路小冲大桥，全长915.6 m，主桥为81 m+150 m+150 m+81 m预应力混凝土连续刚构，双向六车道设计，下部结构最深桩基础77 m，墩高88 m，上部结构分为左右两幅，单幅宽度16.55 m。主桥0号块采用托架法施工，标准节段采用挂篮悬浇施工，中跨合龙段采用吊架施工;边跨合龙段采用支架现浇施工。

2 连续刚构桥梁技术特点和难点

（1）施工场地地形、地貌条件复杂。高速桥梁工程，大多需要跨过河流、山谷，地质条件、地形地貌复杂，为适应相应的地形地貌，节约施工造价，常采用较高跨径。

（2）支架搭设位置较高。桥梁需要横跨较宽的河流、山谷，桥跨净空较高，支架施工工程量大，支架搭设位置较高[2]。

（3）桥跨跨径大，施工阶段结构挠度变化大，桥体线形控制困难。桥梁建设过程中，需要用到大量的预制预应力构件及预应力施工技术，结构挠度变化不易控制，易对桥梁线型产生影响。

（4）预应力体系复杂，涉及管道施工工序繁多，管道长度较长。桥梁施工需应用到复杂的预应力体系，涉及较多长度较大的管道，管道曲线多，增加了桥梁工程施工的难度。

3 施工监控

3.1 施工监控方法及工况划分

案例桥梁采用自适应控制法进行施工监控，可根据动态施工数据反馈，实时识别桥梁施工偏差，通过分析偏差成因，实施有针对性的纠偏措施，达到动态纠偏的目的[3-4]。刚构桥主桥箱梁悬浇施工，每个施工节段的工期约8～10 d。合龙施工前，也需要对各施工工况实施有效监控。

3.2 结构计算

根据施工图纸中标记用的构件尺寸、材料信息，建立桥梁Midas Civil有限元模型。通过仿真模型，对桥梁在各施工阶段的应力变化状态进行监控，了解桥梁在各施工阶段的应力变化情况，模拟桥体线形在各施工阶段变化情况，为后续施工提供指导。

3.3 预拱度设置

箱梁悬臂施工阶段，随梁体向悬臂段伸出，受结构自重影响，挠度随之增大，为抵消箱梁挠变影响，需合理设置各阶段的预拱度，预拱值计算公式如下：

（1）

式中，——第n施工阶段中i节点的高程;——i节点设计高程;——i节点预拱度;——挠度调整值;——挂篮压缩变形。

3.4 应力监控

受量测手段、仪器精度、仪器布设位置等影响，理论测算结构应力数据与桥梁结构实际应力会存在偏差，故应系统性识别结构应变情况，并合理采取误差纠偏措施，以确保通过测试计算出的结构应力数据能够反映桥梁结构实际应力状态。

应变计选用ZRQ-N3000钢弦式应变计，保证结构应力状态监测数据反馈的准确性[5]。为保证桥梁安全性能，监测截面应设置在桥梁最不利受力截面，为此，将监测断面设置在跨中合龙段、墩顶0号块附近，见图1;箱梁梁底传感器布设在梁底端部、中心线处，箱梁顶布设在纵断面1/4、1/2、3/4处，见图2。

箱梁悬浇施工流程：

（1）挂篮前移和模板安装。

（2）混凝土箱梁浇筑、振捣、养护。

（3）预应力索张拉。

箱梁应力监测，应以箱梁悬浇流程，合理划分监测阶段，监测期间综合考虑大幅温变等因素造成的结构应力状态变化。因混凝土浇筑至硬化要一定时间，应力测量应在各工况结束8 h后进行。为保证位移测量准确性，降低环境温度变化对构件位移监测的影响，选择在凌晨5：00—7：00时段测量构件位移值。

4 刚构桥右幅合龙监控分析

根据施工图纸标定的桥梁尺寸和构件材料信息，建立刚构桥空间模型，见图3所示。在浇筑完桥梁1#墩右幅5号块后，小里程端实测挠度变化为−9.8 mm（下挠），大里程端实测挠度变化为−27.1 mm（下挠），两端挠变计算理论值为−20.5 mm（下挠）。为保证边跨顺利合龙，以两端挠变计算理论值为控制参数，结合实际挠变数值，合理确定各号块预拱度[6-7]。刚构桥节段划分见图4，1#墩6号块预拱度见表1。

由图5可知，1#墩6号块梁顶部位，挠度实测值、理论值偏差最大为7 mm，最大偏差出现节段为在大里程端6号块施工后，未超过控制限值。

以该桥梁1#墩2号截面为例，通过对比该监测截面的实测应力与模型理论应力偏差，得出该截面在不同施工节段的应变曲线，见图6。

由图6可知：1#墩2号截面应变实测值、理论值偏差均在3 MPa以内，偏差值最大值出现在7号块上缘，最大偏差为2.7 MPa，符合控制要求。

5 监控效果分析

该文所依托的桥梁，右幅两跨中合龙段施工前两端底高程见表2。根据表2数据可知，案例桥梁两中跨高程差分别为−0.03 m、−0.07 m。根据案例桥梁中跨合拢段长度数据、桥面坡度数据，该桥梁大、小里程两端合龙段理论高程差控制值为−0.06 m，两中跨实测高程差与理论值偏差分别为0.03 m、−0.01 m，满足监控要求。

在该桥梁右幅完成结构体系转换后，通过对比该桥梁右幅线形实际监测值与理论值偏差，可知最大正偏差为13 mm，偏差出现位置在桥梁右边跨的12-13号截面;最大负偏差值为−32 mm，偏差位置出现在桥梁右边跨7-8A号截面，均满足监控要求，可知线形处于监控允许范围以内;右幅成桥后，对比关键截面应力理论值、实测值偏差，可得成桥后截面应变曲线[8]，见图7。

由图7可知：该桥梁关键截面实测应力与理论应力值偏差均在2 MPa以内，实际相比与理论值吻合度较好，截面应力满足控制要求。

综上可知，通过开展桥梁施工监测，可有效强化成桥线形控制，保证桥梁建设整体质量。

6 结论

该文以实体工程为依托，研究了悬臂现浇施工监控技术，系统论述了施工监控内容、监控流程。通过建立桥梁三维空间模型，模拟桥梁各施工阶段的应力变化，通过对比实测值与理论值偏差，根据偏差差值大小，分析偏差产生成因，并对偏差超出允许范围的构件断面，采取有针对性的纠偏措施，为后续合龙施工奠定良好基础。监测断面设置于桥梁最不利受力截面，在保证最不利受力截面处于良好受力状态的前提下，可为其他结构、断面留足冗余，保证桥梁交付后的运营安全。

参考文献

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