试论预应力混凝土连续梁施工应力监测

姜玮蔚

(中铁十八局集团第五工程有限公司中国天津300450)

试论预应力混凝土连续梁施工应力监测

姜玮蔚

(中铁十八局集团第五工程有限公司中国天津300450)

随着我国公共交通的发展，预应力混凝土在交通建设过程中得到了广泛的应用。基于施工过程的复杂性，桥梁结构的应力和线性明显的受到施工的影响，因此，为确保施工过程及成桥运营后桥梁结构的安全下，需要对施工过程实行全程监控。本文主要对预应力混凝土连续梁桥施工应力的监测进行分析和控制，同时通过施工监控的实施保障施工及成桥阶段的结构安全，进而确保施工质量。

预应力；混凝土；应力；监测

1.汤逊湖特大桥概述

汤逊湖特大桥全长11911.91，中心里程为DK7+477.7，为双线桥。全桥共设370个桥墩，两个桥台，3座高架车站。其中192#墩～195#墩上构设计为（60.7+100+60.7）m三跨连续梁。汤逊湖特大桥在DK7+ 681.23～DK7+902.68段采用连续梁跨越江夏大道，线路与江夏大道夹角18°53'43"。江夏大道路面宽22m，东侧绿化带宽4m。本连续梁共三跨，跨度形式为（60+100+60）m，梁体全长221.3m。梁体采用单箱单室、变高度、变截面、曲线梁的结构形式，在局部设置有避车台，梁高按曲线变化，连续梁顶宽度为12.2m，腹板底宽为6m，梁高4.7m～7m，底板厚度0.38m～0.876m，顶板厚度0.48m，腹板厚度0.45-0.6-0.9m。在端支点、中支点、跨中共设5个横隔板，隔板设有孔洞，供检查人员通过。桩基全部采用钻孔灌注桩基础。其中连续梁段192#、195#墩为过渡墩，采用9根Ф1.25m桩基，192#墩桩长为29m，195#墩桩长为30.5m，墩身高度分别为10.5m和9.5m；193#、194#墩位主墩采用10根Ф2m桩基，桩长分别为42.5m和46m，承台尺寸16.8×11.3×4.5m，墩身高度分别为6.5m和6m。

汤逊湖特大桥位于平原地区，地势较为平坦，线路所经过的地区为亚热带季风气候区，夏季受西太平洋副热带高压影响，冬季受欧亚大陆冷高压影响，气候具有明显的季节性，四季分明，冬天严寒，夏天酷暑，日照充足，雨量充沛。

2.汤逊湖特大桥施工的总体布置

2.1 汤逊湖特大桥施工进度

汤逊湖特大桥100m跨连续梁承台及桥墩施工计划于2010年8月10日完成，计划于2010年7月25日开始连续梁支架基础施工，计划于2011年1月10日连续梁工程全部完成。本连续梁按六大段和1个合拢段进行施工，连续梁全部完工为2011年1月10日。其施工顺序如下：搭设支架施工A0节段→搭设支架施工A1、B1节段→分部张拉、顺序拆除A0及A1、B1节段支架→施工合拢段。

2.2 汤逊湖特大桥的施工平面布置

钢筋统一加工，加工场设置在DK11+500处，距离施工现场3.6公里，汤逊湖特大桥施工便道采用既有的阳光大道和江夏大道，采用分段现浇施工法，施工前设置围挡，将南侧的江夏大道南端封锁，车辆改从195#墩南侧的道路通行，194#墩和195#墩之间靠西侧围挡，围挡后阳光大道剩余2车道，交叉口北侧的江夏大道东侧围挡四车道，剩余2车道，为减少对交通的影响，肯德基至192#墩范围内的绿化带临时改建成车道，临时车道在道路改移的范围之内。围挡后，路口靠南侧江夏大道的车辆通过195#墩和196#墩之间既有的一条公路进出，此路口形成新的车流交汇点，需重新设置交通灯进行交通疏导。195#墩和196#墩之间为现浇箱梁，为了保证车辆从此处通行，在此处设置一门式支架。门式支架跨度为既有公路路面宽度，高度满足车辆限高要求。保证江夏大道的车辆的通行。并确保24小时行车安全和通车质量，现场安排专人值班，保证现场车辆畅通。

在施工现场布置一台S9-315kVA变压器，同时桩基施工时配备2台400kW的柴油动力发电机，满足施工的需要。此外，施工工地位于道路交通的交叉口，交通条件比较繁忙，场地的条件及其有限，当为了满足吊装时，施工模板、钢筋材料的需要，需要在194#和195#墩处各设置一台塔吊。

2.3 预应力混凝土连续梁施工的具体内容

从几何结构变形控制而言，桥梁结构尺寸控制是施工控制的基本要求。施工过程中会产生结构变形，容易产生各种误差。因而，任何一个结构都不可能与预先设计的尺寸相吻合，所以，应当尽量减少结构尺寸与设计尺寸的偏差，将偏差降低到规范允许范围内。此外，结构变形还受到多种因素的影响，这在施工的过程中采取线性控制使桥梁能够顺利合拢，使得结构控制在允许偏差范围内，最终符合设计要求。

从结构应力而言，结构应力的好与坏，通过梁体的外部检查是不易被发现的。当结构实际应力状态与设计应力不符合时，这将会对结构本身造成危害，甚至还会对结构带来一定的破坏，因此，预应力混凝土连续梁在进行施工控制时，应当着重注意结构应力的控制。

3.汤逊湖特大桥施工监控工作实施

3.1 成立监控组织

桥梁施工监控工作中结合汤逊湖特大桥的施工工艺特点，成立监控项目组，另外，成立专家顾问组对施工监控的重大技术问题提供新的建议和技术咨询，使得监控项目小组能够更好的完成施工监控的工作。监控项目小组为监控项目组开展提供了较为重要的依据，最终能够达到施工监测和施工控制目的。

3.2 应力监测监控工作的实施

汤逊湖特大桥的施工是一个集施工、量测、判断、预告、施工的循环过程，实施过程中，按照施工的工艺流程和施工工况进行不间断的测试，对施工监控相关的几何和力学进行设计。汤逊湖特大桥的预应力应当作为大跨度预应力的混凝土连续桥梁，采用挂篮悬臂浇注的施工工艺，实施的内容主要包括两个方面，为：变形监控和应力监控两类。

3.2.1 变形监控

汤逊湖特大桥在施工的过程中，考虑到当地自然条件、自然温度的变化、桥墩的变位以及施工的误差等因素的影响。针对这些因素的影响，按照弹性和变化进行计算分析和控制。为了使得施工简化和方便，结合汤逊湖特大桥建设的实际情况对预拱度进行设计，其他节点按照二次抛物线的内插确定，汤逊湖特大桥施工中主梁施工的变形监测应该根据主梁的节段进行划分，并对施工工艺进行划分。这一变形监测主要包括挂篮变形监测、主梁变形监测和主墩沉降监测三个方面。主梁悬臂浇注在施工的过程中的变形监测是按照三阶段的施工标准进行划分。具体步骤：定位前挂篮，进行混凝土浇注，预应力张拉钢束结束前安排各个梁端变形监测，主梁边，中跨合拢施工过程和体系转化过程中的变形监测工作则是根据施工进度的没个工况对主梁全部变形监测点和沉降监测点进行监测。

3.2.2 应力监控

汤逊湖特大桥按照实际的结构及其形成的相应过程进行计算，目的在于能够精确计算，最终确定成桥几何状态和相应的内力状况。为准确的监测主梁适当的选用应力情况，可选择使用施工过程的观测，此外，保障长期性、稳定性的应力测试，在主梁设置六个应力的监测面对该桥的施工过程实施应力监测。

4.汤逊湖特大桥预应力工程

4.1 预应力管道的安装

按照设计要求，预应力钢绞线束预留孔道采用有强度大、管壁严密的金属波纹管。腹板竖向的预应力钢绞线束孔道采用φ35mm铁皮管，横向的采用扁形波纹管。在普通钢筋骨架绑扎、安装就位后，可在钢筋骨架上安装波纹管。对管道的埋设要严格按照设计图纸进行，确保平面和立面的位置准确。

4.2 预应力材料的下料、编束和穿束

钢绞线及精轧螺纹钢筋按照设计图纸数量及规格分批进场。分批验收预应力钢绞线和预应力钢筋，每批应为同牌号、同规格、同生产工艺、同交货状态的预应力筋。预应力材料妥善保管，防止生锈。使用前，必须进行外观检查。预应力材料下料时仔细核算每束下料长度，下料前经技术人员仔细复核，下料长度充分预留工作长度。钢绞线束下料时保证下料场地平整、无水、清洁。穿束可在浇筑混凝土前进行，开始前清除锚头上的各种杂物以及多余的波纹管，用高压水冲洗管道。

4.3 预应力张拉

在预应力张拉的过程中，配套使用张拉的机具和锚具。千斤顶的张拉形成需要满足钢束的张拉长度，张拉力需要大于钢束最大张力的1.2倍在进行张力之前对千斤顶、压力表进行配套校验，千斤顶活塞的运行方向实际上与张拉工作的工作状态相一致，便于确定张拉力与压力之间的读数关系曲线和线性回归方程。张拉时，千斤顶后面不准站人，不得踩踏高压油管，发现异常，应立即停机检查维修。

［1］向富中.桥梁施工控制技术[M].北京:人民交通出版社,2001.

［2］过镇海.钢筋混凝土结构原理[M].北京:清华大学出版社,1997.

［3］葛耀君.分段施工桥梁分析与控制[M].北京:人民交通出版社，2003（101）.

［4］徐善中，张彩燕，李求源.浅析预应力混凝土连续梁桥施工应力监控[J].中国西部科技，2010(3).

Stress monitoring of prestressed concrete continuous beam

Jiang Wei－Wei

（China Railway fifth Bureau Group eighteen Engineering Co.,Ltd China Tianjin 300450）

with the development of public transportation in China,the prestressed concrete is widely used in transportation construction.Based on the complexity of the construction process,the stress and linear of the bridge structure is obviously affected by the construction,therefore,in order to ensure the construction process and bridge structure after the operation of the bridge structure,the need to implement the entire process monitoring.This paper mainly analyzes and controls the monitoring of the stress of the prestressed concrete continuous girder bridge.At the same time,through the implementation of the construction monitoring to ensure the construction and the bridge structure safety,and ensure the construction quality.

Prestress;Concrete;Stress;Monitoring

U445.4

A

2095-7327（2015）-08-0168-02

姜玮蔚，女，安徽太和人，汉族，本科学历，中级职称，研究方向为道路桥梁。