大跨度连续刚构特大桥施工监控技术探讨

孙坤江

（浙江交工国际工程有限公司，杭州 310051）

1 施工监控主要方法

1.1 应力监测

1）应力测试工作包括4 个部分：安装和调试测试项目，在构建期间收集数据，分析和处理测试数据以及汇总测试结果。

2）按照规定的测试方向将应变片安装在主肋上，并将测试导线引至混凝土表面。钢丝张力温度计的误差小，性能稳定，抗干扰能力强。因此，电压和温度监控大都使用钢丝绳张力计和相应的频率接收器。在清晨或深夜进行压力测量为宜。

1.2 温度监测

在施工监测过程中，对箱形梁的温度分布和温度效应进行测试，根据测得的温度计算出结构的温度效应，并将其与测量值进行比较，以获得更准确的温度效应。这是为以后的施工监控工作提供数据支持。在中间悬臂和用于24h 温度测量的悬臂上观察到温度变化对梁端部挠度的影响，同时测试主梁的应力和挠度。

1.3 主梁线性监测

在施工过程中，主梁线性监测必须在施工过程中准确确定箱形梁在每个过程中的变形程度，运用检查理论计算应力测量结果并用于分析梁重量误差，预应力拉伸误差，混凝土收缩徐变和梁端高温度变化的影响，以实现桥梁设计线形。线性控制包括主梁的标高监视和控制以及桥梁中心线的监视和控制。通常，中心线偏差主要发生在吊篮的前部位置，因此在构造梁截面时，有必要在完成每个过程之后准确地测量中心线偏差及高程【1】。

2 连续刚构桥施工控制的内容和流程

2.1 连续刚构桥施工控制的内容

2.1.1 桥梁下部结构施工

桥梁下部结构施工包含桩基础或沉井基础的施工质量控制和后期应力沉降监测，墩台轴线偏位控制和混凝土强度质量，受力转换构建安装质量和维护质量控制（如临时支座安装等）。

2.1.2 刚构桥上部结构施工方法

刚构桥上部施工的主要方法包含：现浇法、预制节块安装方法、悬臂节块施工方法、浮吊整段安装法。

2.1.3 刚构桥上部施工控制主要内容

桥梁施工监控需要从设计到建造及后期运营工作的整个过程，先基于仿生结构使用桥梁数据分析桥梁的结构，优化设计结构，最后进行计算以获得最终结果，注意每个节段浇筑后的梁体挠度监测与控制，预应力张拉后的梁体高程和挂篮悬臂浇筑前后梁体的高程变化，整个桥梁施工过程中的应力-应变变化曲线，桥梁合龙前的桥梁高程曲线以及其他理论值。随后，确定桥梁的施工阶段和内容，最后根据仪器分析数据和环境因素得出完整的数据理论控制计划。确定结构线型及内力并非易事，必须确保各种内外条件，以此来设置精确的监控条件，以选择最佳监测位置、最佳温度环境和最佳施工时间，以及一系列精密仪器，如应变检测计、温度传感器、弹性模量检测等。准确使用设备，并计划建立一般工程条件以及精确建立新的地理环境。在观察阶段，基于各种数据分析和液位计，测量了桥梁建设项目的应力、应变和梁位移。在对收集到的桥梁施工数据进行分析后，将结果与理论值进行比较，工程师必须准确地掌握偏差，并随着时间的推移，调整和纠正错误的数据，以避免不必要的问题。

2.2 连续刚构桥施工控制的流程

严格控制桥梁结构，并且必须通过以下方法控制桥梁结构：结合项目设计结构特点及结构设计参数，通过引进国内先进的连续刚构桥施工技术，运用MIDAS CIVIL 线性分析及MIDAS FEA 结构细部分析软件进行施工模拟分析并监控，通过理论数模调整模板高程，控制结构的几何尺寸和整体变形，监测内力变化情况，结合实际施工经验不断调整，最终满足桥梁线型和内力控制，满足规范要求。

3 大跨度桥梁施工控制中的主要影响因素

3.1 结构参数

1）材料的热膨胀系数。

2）物料重量。在桥梁结构中，材料是整个桥梁稳定性的重要因素。由于钢筋含量不同，因此，在每个部分的建造过程中密度会发生变化，这会改变桥梁建筑物的内力和外部结构。因此，应始终考虑结构变形。

3）结构构件的横截面尺寸。需要进行连续的结构分析，以减少模板错误。

4）预应力或拉力。管道的摩擦力，预应力钢筋的横截面尺寸和弹性模量都会影响预应力值。

5）混凝土的弹性模量。根据结构内力变化的计算公式，结构的外载荷和材料的弹性模量值会影响结构的变形，特别是连续刚构结构。因此，在施工开始时，应通过将实际桥梁与模拟桥梁进行比较来测试数据，以减少不必要的误差，并在控制分析中不断修改材料的弹性模量值。

6）施工荷载。当桥梁悬臂溢出时，在结构上会产生很多载荷，这会影响桥梁的绝对高度、工作条件的挠度值以及应力和应变值。有必要连续测量轴承压力，建立仿真模型，最后根据实际情况拉动最终的桥梁建筑。

3.2 施工工艺

施工监控非常重要。施工管理的严格与否直接影响施工效果，因此，只要最终施工结果达到预期效果，对桥梁工程进行监控就显得尤为重要。

3.3 施工监测

施工监控主要包括应力监控和应变监控。通常在施工过程中会产生不必要的影响，如温度条件、地理因素和设备的坚固性，从而影响最终桥梁施工的完成以及它是否符合预期的要求。在此过程中，始终进行监视和管理，并充分进行总结，通过多人进行测量，最后得出准确的结论。

3.4 结构分析计算模型

因为在桥梁建造过程中有很多因素。建立计算模型实际上会在简化实际结构时引起某些错误，如边界条件、节点连接、结构权重、荷载条件等。此错误是不可避免的，但好的实验方法可最大限度地减少桥梁施工错误。

3.5 温度变化

温度变化包括季节性温度差异、日温度差异、残留温度和其他温度。混凝土导热系数小，传热速度慢，当早晨太阳炎热或天气变化迅速时，箱形梁内部的温度变化缓慢，表面温度变化迅速，温度条件呈非线性分布。温度差导致结构变形，并且变形受支撑的边界条件和结构本身的形状限制。结构内部的应力称为温度二次应力。例如，在阳光的影响下，屋顶温度急剧上升并且地板的温度缓慢变化，这种温度差会使支脚的悬臂端偏斜，从而降低了屋顶的压应力和地板的压应力。通过横向张紧预应力钢梁并安装足够的钢筋，可以降低温度的影响并防止箱形梁屋顶出现混凝土裂缝。

3.6 材料收缩、徐变

混凝土的收缩和徐变将直接导致结构变形，因此，整个桥梁施工过程很短。由于有许多外部因素影响桥梁的施工，因此实际原理受物理因素的影响。目前，收缩和徐变在中国混凝土上的理论应用还不够全面，因此还需要我们继续研究。可以看出收缩和徐变对桥梁施工的影响仍然很大【2】。

4 结语

随着中国桥梁建设的飞速发展，大跨度连续刚构桥的施工技术变得越来越成熟。如何确保桥梁竣工后监测项目的偏差符合设计指标，在实际的施工过程中仍需不断摸索前进。因此，需要进行施工监视工作，除了将自控与施工部门的外部监视有机结合之外，还必须围绕“人、机械、材料、方法和环境”因素进行施工监视和管理工作。充分分析设计数据后，科学合理地制定监测计划，优化施工计划和施工工艺，确保其准确性，消除可能对结构安全和施工安全的不利影响。