斜拉桥施工监控实时监测体系

2015-08-05周文政

黑龙江交通科技 2015年3期

周文政

(贵州科达公路工程咨询监理有限公司)

斜拉桥为高次超静定结构，其结构受力情况复杂，施工过程中体系多次出现转换，必须对其进行严格的施工监控。施工过程中各种环境因素都可能引起结构内力和标高的变化，施工荷载也是无法精确控制的，因此可能导致通过有限元模型进行计算的理论值与实际施工测量值存在一定偏差，我们必须采取合理方式对其进行修正，使得理论数据与实测数据差值在合理范围内，保证结构使用与施工安全，因此对整个桥梁施工进行线形和内力全过程监控，随时了解桥梁实际受力情况，对施工及时作出相应调整，才能确保成桥后结构的线形与安全。

施工监测的主要目的是为了给施工监控提供服务，通过对处在施工过程中的结构的内力和线形的变化等进行跟踪测量，来保证结构在整个施工过程中的安全，所以施工监测是一种在施工过程中临时存在的测量体系，通过施工监测，可以随时了解结构的受力状态，用以确定结构是否按照设计要求进行和施工中是否存在危险，同时根据监测结果随时对结构进行调整，以保证结构在建成后达到设计要求。

1 应力测试

斜拉桥施工过程复杂，必须随时掌握主梁、塔等关键部位的应力情况，若发现问题可以及时采取有效措，还可适当修正理论参数，为桥梁的安全提供保障，所以在施工过程中对实例桥控制截面进行施工应力监控测量，是十分必要的，本工程应力测试工况。(1)每浇筑完一节塔柱。(2)每浇筑完一节主梁。(3)大范围调索前后。(4)合龙前后。(5)桥面铺装后都需进行应力测试。

2 几何测量

几何测量对于斜拉桥而言，主要包括三个内容。(1)主塔空间坐标测量。(2)主梁标高测量。(3)主梁轴线测量，通过对以上几项的测量，来保证桥梁的顺利合拢以及线形达到设计状态，同时也保证结构的受力在施工状态和使用状态下的安全。

2.1 主塔偏位测量

塔顶的空间坐标是确定主塔施工状态的直接反应信息，因此在施工过程中，要对主塔的坐标进行实时监测，通常应用全站仪，采用坐标法对桥塔进行监测，具体做法是选取两个基准点，一个架设全站仪，一个作为后视基准点，在主塔顶设置棱镜，以此来测出塔顶以及各个节段的三维坐标，主塔偏位是指每个阶段测量的主塔测量值与初始值之间的差值，初始值在封塔后进行测量，测量是要选择风力较小，气温恒定，日照影响小的时刻进行，主塔的测量一般频率为每两个施工阶段测量一次，调索前后和合拢时也要测量。

2.2 主梁高程测量

每个阶段的施工均要进行标高的测量，在每阶段主梁距梁段10 cm 处的中心和两侧对称位置设置三个测点，应用水准仪对此三个点进行测量，测量所用的基准点是从桥塔基准点引测至桥上的，所以要保证测量的精准度，要定期对此基准点进行复核，施工过程中，每个节段施工后都要对悬臂外端的4 个节段的高程进行测量，测量时要尽量选择温度恒定的时间进行，通常为早晨日出前，这主要是由于线形对温度的变化非常敏感，为保证测量的精准度而考虑的，另外也要根据要求定期对全桥进行高程的测量。

2.3 主梁轴线偏位测量

主梁轴线是桥梁走势的定位线，在实际中是由主梁各个节段的顶端中点所组成的线，所以要保证桥梁的线形不出现偏差，就必须控制主梁的轴线，也就必须进行主梁轴线的测量，主梁轴线的测量也采用全站仪进行，此时棱镜设置在桥梁前端的中心上，通过全站仪测出此点坐标，对比设计时的坐标，即可得出主梁的实际位置和偏差，以便于及时进行施工中的调整，主梁偏差的测量要在各个施工节段施工完成后进行。

图1 主梁标高及轴线偏位测点布置

3 索力测试

斜拉桥的主要受力构件是斜拉索，同时斜拉索的索力对结构的受力，线形也有很直接的影响，所以，要想在施工中完美的控制结构的走向，斜拉索力的监控是其中重要的一环，斜拉索的测量按照以下情况进行。

(1)每根斜拉索安装完成并且张拉后，都要对其以及其相邻的3～5 对斜拉索的索力进行测量。

(2)调索前后必须进行索力的测量。

(3)关键工序(最大悬臂状态、合龙前后等)，要对全桥的索力进行测量。

(4)铺装完成后也要进行全桥的索力测量。

4 温度场测量

桥梁结构处于不同的温度场中其各主要部位温度各不相同，这会导致结构内部产生温度应力，其中对结构温度影响最大的因素主要为季节温差和短期体系温差，实例桥型为斜拉桥，其主要组成部分索、梁、塔均为空间非线性结构，因此季节温差和短期体系温差将影响斜拉桥的线形及内力变化，必须对斜拉桥个主要部位的温度场定期进行测量，保证结构安全，随时掌握温度场对斜拉桥结构体系的不利影响，并进行修正。