浅谈连续刚构桥施工监控方案的拟定

摘要：随着我国高铁的迅猛发展，大跨度桥梁建设进入了新的的高潮时期。实施大型连续刚构桥的施工监控，已成为桥梁建设不可缺少的环节。本文以一中等跨径连续刚构桥为例，试探讨施工监控中的原则、方法和监控方案拟定的步骤，给实际监控工作提供参考。

关键词：连续刚构、施工控制、监控方案

中图分类号： TU74文献标识码：A 文章编号：

1. 桥梁概况

此连续梁桥为一座三跨预应力混凝土单线连续梁桥，跨度布置为35+80m+35m。上部结构为单箱单室变截面箱梁，中支点截面箱梁高为6.10m，跨中及边跨直线段箱梁高为3.50m，桥宽8.5m；梁部混凝土为C50；采用纵、横和竖向三向预应力体系。本桥采用挂篮悬臂浇筑法施工，全桥分两个T构对称悬浇。

2.施工监控依据和原则

本桥施工监控依据下列有关规范、标准进行：

1.《公路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）

2. 《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）

3. 《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）

本大桥的施工监控原则：在保证桥梁满足设计要求的前提下，以主梁几何线形为基本控制目标，进行本大桥的施工监控工作。

3. 施工监控方法

3.1 施工监控流程

大跨度连续刚构桥的施工控制是一个“预告施工量测识别修正预告”的循环过程。计算线形控制中立模标高时，都假定参数值为理想（规范）值。为了消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性，在施工过程中需要对这些参数进行采集，及时掌握结构实际状态，并通过计算，识别出各参数对主梁标高的影响程度，进而对未浇注主梁的立模标高进行修正，以满足设计要求。

3.2 结构计算内容

施工控制的第一项工作就是对桥梁施工过程中的内力、应力和位移进行有限元分析计算，确定施工过程中每个阶段的变形和受力理想状态，以此为依据来控制和指导施工过程的每个阶段。

本文采用桥梁博士3.0系统进行分析计算，并采用空间有限元分析软件MIDAS/Civil进行复核。建立有限元计算模型时，对该桥的施工过程进行了模拟，得到各个施工状态下的理论变形和应力。有限元计算模型如图1所示。

图1全桥有限元计算模型示意图

值得注意的是，施工阶段的模拟应根据实际施工过程进行调整，因此有限元模型需要不断修正，以上计算都是动态的过程。

结构计算的目标是提供以下理论控制数据：

1. 各施工梁段的计算挠度值：（1）自重、预应力以及混凝土收缩徐变引起的悬臂前端挠度值；（2）挂篮弹性变形；（3）活载挠度值。

2. 各施工梁段的立模标高：

大跨度连续梁桥悬臂施工过程中，施工控制的关键是挠度控制。挠度控制的目的是：根据计算结果和各阶段实测数据，与设计计算结果对比，调整梁段预拱度值（在立模标高计算中体现），确保成桥线形符合设计要求，保证合拢精度。

在结构线形控制时应对部分主要设计参数提前进行测定，以便在施工前对部分结构设计参数进行一次修正。根据实际情况，对于每一梁段，测量其弹性模量及容重，将实际的弹性模量和容重与计算中采用的弹性模量和容重进行对比，从而进行修正，使计算更好地反映实际情况。

1．混凝土弹性模量的测定

采用现场取样通过万能实验机试压的方法，分别测定混凝土在2d、7d、14d、48d、60d龄期的值，以得到完整的E-t曲线，为主梁预拱度的修正提供数据。

2．混凝土容重的测定

采用现场取样，在实验室用常规方法进行测定。

4. 主梁线形监测

4.1 墩顶和截面测点布置

将墩顶标高值作为箱梁高程的水准基点，每一墩顶布置一个水平基准点和一个轴线基准点。以首次获得的墩顶标高值为初始值，每一工况下的测试值与初始值之差即为该工况下的墩顶变位。0号块的顶板共布置1个水准控制点和6个测点，为方便得到梁底标高，亦可在箱梁里面的墩顶横隔板处加设一个水准控制点。

梁体标高测量的精度直接关系到线形控制的成功与否。采用精密水准仪，并由专业人员进行高程测量，测量精度在±1mm以内。浇筑梁段悬臂前端测点布置如图2。其中顶板测点可以控制梁顶的设计标高，底板测点可控制梁底标高，两者结合亦可得到精确的梁高。

图2截面测点布置图

为方便得到施工过程中梁体标高的变化过程以及成桥后线形复测，各梁段施工时需预埋测点，并保持高程测点在整个施工过程中不损坏。

4.2 主梁平面线形控制和节段挠度观测

主梁平面线形通过采用全站仪控制，通过立模前放样、立模后自检、监理复测多次测量确保梁体平面线形控制在允许误差范围内。根据监控小组提供的立模标高，专业测量人员对底模标高进行现场精测，使调整后的模板标高精确符合立模标高，误差不超过3mm。调整合格后，对前面2个已浇筑梁段的梁顶测点进行测量。在混凝土浇筑完后半天内（强度达到测量条件），对新浇筑梁段的6个测点进行测量，并对前2个已浇筑梁段的梁顶测点进行测量。在混凝土养护时间足5天后，预应力钢筋张拉前半天内，对新浇筑梁段6个测点进行测量。在本梁段预应力钢筋张拉完、模板拆除后半天内，对张拉梁段6个测点进行测量。

除保证各跨线形在控制范围内外，主梁全程线形应定期或不定期进行通测，确保全桥线形的协调性。

4.3 施工过程控制精度要求

根据《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)要求，施工控制精度如下：（1）立模标高允许偏差：±3mm；（2）梁段轴线偏差≤15mm；（3）梁段顶面高程差：±10mm；（4）合拢段相对高程差≤15mm；（5）悬臂梁段高程：-5≤h≤15(mm)。

5. 合拢段施工注意事项

合拢段施工是体系转换的重要环节，是控制全桥受力状况和线型的关键工序。线形控制过程中， 根据此三跨连续梁桥施工设计，本桥合拢段施工顺序为先合拢两个边跨合拢段，最后合拢中跨合拢段，合拢段应在当天温度最低时浇注混凝土。边跨合拢段混凝土浇筑后，张拉边跨预应力束，解除主墩临时固结，使悬臂T构变为简支结构；中跨合拢后，使两个简支结构形成一个连续梁，完成两次体系转换。

参考文献：

1 范立础.桥梁工程(上册）[M].北京:人民交通出版社,2001

2 公路工程技术标准JTG B01-2003，[S]

3 王鹏. 大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工控制研究[D].武汉理工大学硕士论文. 2007

4 向中富. 桥梁施工控制技术[M].北京：人民交通出版社. 2001

作者简介：

1.张焕涛（1988-）男，汉族，山东泰安人，长安大学公路学院，桥梁与隧道专业专业，2011级硕士研究生。

2.李忠华（1986-）男，汉族，山东菏泽人，长安大学公路学院，桥梁与隧道专业专业，2011级硕士研究生。