预应力连续梁施工监控关键技术研究

李 双

(中铁三局集团建筑安装工程有限公司，山西 太原 030006)

1 预应力连续梁施工监测的目的和内容

1.1 施工监控的目的

预应力连续梁施工过程中需要进行体系转换，在进行各工序施工过程中容易产生一定的应力应变和沉降变形。如果不进行有效控制，会对桥梁结构的受力状态、线型和合龙段施工质量等产生不良影响。为了有效控制成桥内部应力、温度对施工的影响、线型变化等，需要对在预应力连续梁施工过程中进行质量监测，确保施工质量。

1.2 施工监测的主要内容

通过对预应力连续梁进行施工监测的主要内容包括预应力监测、线型监测、温度监测和合龙段监测。通过监测，可以分析理论值与实测值之间的误差，为施工过程中调整施工参数，制定施工质量控制措施提供了参考依据。通过调整预应力可以改善预应力连续梁结构受力状态，防止出现结构破坏。比如通过调整预应力张拉力，可以有效预防混凝土开裂。通常状况下，如果在施工过程中严格按照设计与规范进行施工，并不需要对预应力张拉力进行过大调整。通过对监测结果进行分析，调整模板标高，可以保证预应力连续梁结构的线型状态达到理想状态。

2 预应力连续梁施工监控的影响因素

2.1 连续梁结构参数

1)材料弹性模量。

预应力连续梁的结构参数主要包括材料弹性模量、构件截面、预应力、施工荷载、材料容重、混凝土收缩徐变等指标。其中材料弹性模量与预应力连续梁结构应变直接相关，尤其是目前我国桥梁多采用超静定结构，这种情况下弹性模量对梁结构的影响更大。由于混凝土组成材料的不同，实际计算中混凝土弹性模量与计算值存在一定的差距。为了减小误差，在施工中必须对材料进行取样，确定修整参数。

2)截面尺寸。

在施工过程中，由于模板安装误差等问题，会造成构件的实际尺寸与设计尺寸之间存在一定的偏差，而这个偏差应该在一定范围以内。如果混凝土构件的截面尺寸偏差较大，会直接影响结构的挠度变形、内力等，在施工过程中必须进行监测，做好控制。

3)材料容重。

材料容重会直接影响混凝土构件的自重，而自重会影响桥梁应力、变形。施工中所采用的材料容重与设计材料的偏差越大，对桥梁结构的影响越大，施工中必须对混凝土材料和钢筋进行监测，确保符合设计要求。

4)预应力。

预应力会直接影响桥梁结构的应力、线型，可有效改善桥梁的受力状态。在进行预应力钢绞线张拉时，会产生预应力损失，会降低预应力，在施工过程中必须进行预应力孔道摩阻损失监测。

5)施工荷载。

当采用悬臂法进行预应力连续梁施工时，由于施工机具、施工材料和施工人员在施工过程中会对桥梁结构产生一定的施工荷载，造成桥梁结构产生一定的应力和应变。在施工过程中必须将施工材料和施工机具堆放在指定位置，减少临时荷载对桥梁结构的作用。

6)混凝土的收缩徐变。

在预应力连续梁悬臂浇筑施工过程中，由于施工速度快，造成混凝土龄期缩短，会对结构的应力、线型产生很大影响。另外，温度和湿度也会对混凝土的收缩徐变产生一定的影响，施工中应注意监测混凝土养护环境。

2.2 施工工艺

预应力连续梁施工中大多采用悬臂施工法，由于机械化程度不高、施工人员技术水平不足、施工质量控制不严格，构件制作、安装误差等原因，都会影响施工质量，必须做好监测。

2.3 监测误差

在预应力连续梁施工过程中进行监控可以保证施工质量，但在监测过程中存在一定的误差。监测误差会直接影响桥梁的结构状态，必须正确选择监测方法，降低误差。

2.4 温度变化

温度变化会对桥梁主梁挠度产生很大影响，尤其是当桥梁跨越河谷时影响更大。在不同温度下，对桥梁结构的应力、挠度进行数据采集时，会产生不同的差异。因此，为了保证监测数据的准确性，必须将温度的变化进行充分考虑，以降低日温差对结构的应力、挠度的影响。

2.5 混凝土收缩徐变

混凝土收缩徐变对桥梁结构的内力和挠度会产生很大的影响，且与混凝土加载龄期直接相关。由于混凝土的加载龄期一般都比较短，这会造成混凝土收缩徐变增大。另外，由于相邻桥墩的施工进度不一致，产生不同程度的收缩徐变，在合龙口产生较大的高差，进而导致合龙困难。

3 施工监测技术要点分析

3.1 预应力张拉控制

3.1.1测点布置

为了准确监测连续梁悬臂施工过程中的受力情况，分别在桥梁顶板、底板布置测点，主要分布在合龙段、L/4,L/2截面、墩顶截面和墩底横面，每个监测面布置6个检测点。

3.1.2监测结果分析

在预应力张拉控制过程中，应首先在施工中做好预应力管道的安装，严格控制偏差。对预应力连续梁的张拉力和理论伸长量进行计算，张拉施工提供技术参考。张拉过程中根据张拉力和张拉伸长量对预应力张拉进行控制，确保施工质量。张拉后进行压浆施工，并保证饱满度。所得监测断面的应力值详见表1。

表1 某监测断面应力值观测统计表

通过数据分析得出顶板最大应力为-14.8 MPa，底板最大应力为-11.5 MPa，均符合规范要求说明预应力张拉对梁体的受力状况改善明显。说明采用预应力张拉可有效改善桥梁结构内部的应力分布状态，达到了对梁体顶板和底板应力控制的目的。

3.2 成桥合龙施工质量控制

合龙施工是预应力连续梁最重要的施工工序，是桥梁体系转化的关键。合龙施工过程中会受到外部环境、约束条件、临时荷载等因素的影响，产生不同程度的变形。为了保证合龙施工的顺利进行，首先应建立完善的监测系统，在合龙施工全过程对关键截面的应力和位移进行监测。其次，充分考虑环境温度的影响，确定合龙的最佳施工实践。最后，对合龙误差进行调控，确保施工误差在允许偏差以内。

3.3 线型控制

3.3.1观测断面及测点布置

施工过程中在梁体每个施工节段上都布置了监测断面，每个监测断面布置3个观测点，观测结果可以起到相互对比的作用。观测点采用Φ16 mm钢筋制作，焊接在顶板钢筋上，外露约1.5 cm，磨平后刻十字丝并用红油漆标记。

3.3.2观测结果分析

为了保证预应力连续梁线型，首先应建立科学合理的观测制度，对平面控制和高程控制测量进行及时准确的控制。对每节梁块的施工进行跟踪观测，对观测误差进行分析，并及时进行调整。另外，重视施工中荷载的计算与检测，并重点对施工气温进行监测。图1为某成桥节段标高理论值与实测值对比分析图，通过图上的数据分析可知，该成桥监测点上所有节点的设计标高与实测标高值差值均小于10 mm，满足规范要求，说明该测段桥梁线型变化符合设计要求。

3.4 加强温度监控

施工中应准确掌握温度对梁体所产生的影响，控制主梁的挠曲变形。同时，由于日照的影响会使桥梁墩身产生温度差，导致墩身产生偏移。另外，日照温度变化较复杂，现有理论分析尚不能考虑日照温度的影响，只能通过监测分析日照温度变化对桥梁施工的影响。

4 结语

通过对在建预应力连续梁桥的预应力张拉、成桥合龙施工质量、线型和温度进行监控，说明各指标符合桥梁施工要求。其中通过对多个截面的应力进行监测，通过数据分析得出顶板最大应力为-14.8 MPa，底板最大应力为-11.5 MPa，均符合规范要求说明预应力张拉对梁体的受力状况改善明显。另外，通过对成桥合龙段高程进行监测，成桥监测点上所有节点的设计标高与实测标高值差值均小于10 mm，满足规范要求，说明该测段桥梁线型变化符合设计要求。文章分析了预应力连续梁施工监测影响因素，全面分析了施工监测关键技术要点，通过数据分析说明桥梁施工质量符合要求，对桥梁施工质量进行了有效的过程控制，取得了较好的效果。