PC連續(xù)梁橋的施工監(jiān)控技術(shù)研究.pdf

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1、２０１４年第５期（總第１３４期）江西建材交通工程ＰＣ連續(xù)梁橋的施工監(jiān)控技術(shù)研究■何勇■中鐵十一局集團(tuán)第二工程有限公司，湖北十堰４４２０００摘要：本文介紹了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在施工過程中監(jiān)控的目的、方法以及意義，并根據(jù)工程實(shí)例，分析了ＰＣ（預(yù)應(yīng)力混凝土）梁橋在各個(gè)不同施工工況下的線性和應(yīng)力變化，同時(shí)與有限元分析結(jié)果進(jìn)行了對比，結(jié)果表圖１某連續(xù)梁橋立面圖（單位：ｍｍ）明結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。關(guān)鍵詞：連續(xù)梁線形監(jiān)控應(yīng)力監(jiān)測施工監(jiān)控１前言隨著我國橋梁技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以其線形美觀、跨越能力強(qiáng)、順橋向抗彎剛度大橫橋向抗扭剛度大、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，被圖２有限元模型圖廣泛地應(yīng)用在大跨徑橋梁建設(shè)中。

2、但是，實(shí)際建設(shè)中由于受結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)４．１變形監(jiān)控參數(shù)的誤差、施工誤差、施工工藝復(fù)雜等諸多因素的影響，都會致使成［１］主梁線型的控制主要是通過對標(biāo)高的控制，為了正確反映橋梁結(jié)橋目標(biāo)與設(shè)計(jì)目標(biāo)有一定的偏差。因此，在施工過程中必須對結(jié)構(gòu)構(gòu)在施工過程中的標(biāo)高變化（即豎向變形），在每一跨的Ｌ／４，Ｌ２，３Ｌ４進(jìn)行施工監(jiān)控。通過對施工各狀態(tài)控制數(shù)據(jù)實(shí)測值與理論值進(jìn)行誤差截面選取三個(gè)點(diǎn)作為標(biāo)高觀測點(diǎn)，如圖３所示，即底板的中點(diǎn)和兩個(gè)翼分析、對計(jì)算參數(shù)進(jìn)行識別與調(diào)整、對成橋狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測及控制分析，緣板的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。施工時(shí)在測點(diǎn)位置預(yù)埋粗鋼筋，并用油漆作好標(biāo)記，以確保成橋后的內(nèi)力狀態(tài)和幾何形態(tài)與設(shè)計(jì)盡量相符，同時(shí)并保證

3、施工便識別。在后期觀測過程中觀測鋼筋頭標(biāo)高，作為標(biāo)高（變形）的控制過程中的結(jié)構(gòu)安全。測量結(jié)果。最終測量結(jié)果取同一截面３個(gè)測點(diǎn)的均值。２監(jiān)控原則和方法２．１監(jiān)控原則橋梁施工監(jiān)控是一個(gè)施工→量測→識別→修正→預(yù)告→施工的循環(huán)［２］過程。施工控制最重要的目的是關(guān)注施工中結(jié)構(gòu)的受力安全，具體表現(xiàn)為：變形控制在允許范圍內(nèi)，并保證其有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。圖３標(biāo)高觀測點(diǎn)橫截面示意圖施工監(jiān)控的原則是穩(wěn)定性、內(nèi)力和變形控制綜合考慮。在施工中根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)際測量結(jié)果，混凝土澆筑前后和預(yù)應(yīng)力張拉前采取如下的控制策略：主梁控制截面應(yīng)力和撓度應(yīng)在施工過程中實(shí)時(shí)后的梁體線性變化如圖４和圖５所示。由于受到客觀環(huán)境、測量

4、手段監(jiān)測并反饋，整個(gè)施工過程中以主梁標(biāo)高和應(yīng)力作為主要控制指和主體等多方面因素的影響，標(biāo)高理論值和實(shí)際值必然有一定差異。［３］標(biāo)。標(biāo)高主要控制線形，確保最終成橋線形和設(shè)計(jì)線形相一致；應(yīng)圖４和圖５表明，梁體理論和實(shí)際變形的變化規(guī)律基本一致，同時(shí)成橋力主要通過定期監(jiān)測與分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的異常情況，及后主梁各控制點(diǎn)實(shí)際標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高差值控制在ｌ０ｍｍ以內(nèi)，因此結(jié)構(gòu)時(shí)預(yù)警，保障施工安全。的線性變化滿足要求。在施工中，如發(fā)現(xiàn)全橋應(yīng)力接近或超出安全控制指標(biāo)或主梁線形誤差偏大，應(yīng)暫停施工，查明原因，及時(shí)糾正，以盡可能使兩者均滿足要求。２．２監(jiān)控方法通過施工過程的反饋測量數(shù)據(jù)不斷更正用于施工控制

5、的跟蹤分析程序的相關(guān)參數(shù)，使計(jì)算分析程序適應(yīng)實(shí)際施工過程，當(dāng)計(jì)算分析程序能夠較準(zhǔn)確地反映實(shí)際施工過程后，以計(jì)算分析程序指導(dǎo)以后的施工過程。圖４澆筑后變形比較圖ｓ圖５張拉預(yù)應(yīng)力后變形比較圖由于經(jīng)過自適應(yīng)過程，計(jì)算程序已經(jīng)與實(shí)際施工過程比較吻合，因４．２應(yīng)力監(jiān)控而可以達(dá)到線形控制的目的。其基本步驟如下：反映預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)空心板橋受力要求主要為上部結(jié)構(gòu)主梁的（１）首先以設(shè)計(jì)的成橋狀態(tài)為目標(biāo)，按照設(shè)計(jì)參數(shù)建立有限元模型截面內(nèi)力（或應(yīng)力）。對于三跨連續(xù)梁，主跨的支點(diǎn)截面和跨中截面分進(jìn)行計(jì)算，以確定每一施工步驟應(yīng)達(dá)到的分目標(biāo)，并建立施工過程跟蹤別是結(jié)構(gòu)最大負(fù)彎矩部位和最大正彎矩部位，因此選取主梁的支點(diǎn)

6、和分析程序；跨中截面作為控制截面。結(jié)構(gòu)內(nèi)的上下緣正應(yīng)力通過預(yù)埋的應(yīng)變傳感（２）根據(jù)上述分目標(biāo)開始施工，并測量實(shí)際結(jié)構(gòu)的變形等數(shù)據(jù)；元件和相應(yīng)的應(yīng)力儀進(jìn)行測量。埋入式混凝土應(yīng)變計(jì)布置在控制截面（３）根據(jù)實(shí)際測量的數(shù)據(jù)分析和調(diào)整各統(tǒng)計(jì)參數(shù)，以調(diào)整后的參數(shù)頂板和底板處，見圖６。重新確定以后各施工步驟的分目標(biāo)，建立新的跟蹤分析程序；反復(fù)上述過程即可使跟蹤分析程序的計(jì)算與實(shí)際施工相吻合，各分目標(biāo)也成為可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，進(jìn)而利用跟蹤分析程序來指導(dǎo)以后的施工過程和必要的調(diào)整與控制。３工程概況圖６張拉預(yù)應(yīng)力后變形比較圖某連續(xù)梁橋跨徑布置為１６ｍ＋２２６８ｍ＋２２ｍ，梁高１３ｍ，梁寬在施工過程中，對各工況下主

7、橋受力情況進(jìn)行監(jiān)測。同一截面應(yīng)１８ｍ，梁采用Ｃ２５混凝土澆筑。采用等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)空心板力應(yīng)變?nèi)。矀€(gè)測點(diǎn)的均值。各截面應(yīng)變數(shù)據(jù)如表１所示。梁，空心板梁頂?shù)酌婢O(shè)置單（雙）向橫坡，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用滿堂支架現(xiàn)澆施工方案。結(jié)構(gòu)如圖１所示。全橋通過橋梁有限元分析軟件ｍｉｄａｓＣｉｖｉｌ建立模型計(jì)算，有限元模型如圖２所示：４施工監(jiān)控內(nèi)容·１７６·表１各工況主跨支點(diǎn)和跨中截面混凝土應(yīng)變埋入式混凝土應(yīng)變計(jì)的數(shù)據(jù)顯示