论混凝土刚构桥施工线形及应力监控技术

罗 三

（贵州路桥集团有限公司 ,贵州 贵阳 550001）

0 引言

挂篮对称悬臂浇筑工艺是连续刚构桥施工的常用方法，该方法受地形影响小，施工安全性高，且施工进度快，但施工阶段桥体线形、应力分布控制难度较大。为保障成桥应力分布、桥体线形满足设计及规范要求，须开展桥梁施工线形、应力监控，保证桥梁线形质量及结构稳定性[1-3]。基于此，该文以某高速公路连续刚构桥工程为依托，对其施工线形及应力监控技术展开研究，具有十分重要的现实意义。

1 工程概括

高速公路连接桥全长315 m，主桥采用预应力混凝土连续刚构桥，跨径组合为45 m+75 m+45 m，桥面总宽为25 m，分左右两幅，桥面系铺装10 cm沥青混凝土层+10 cm现浇混凝土层。

主桥上部结构采用单箱单室变截面连续箱梁，箱梁顶板宽12.5 m、厚30 cm，底板宽6.5 m、厚70 cm，悬臂长3.2 m，支点处梁高4.8 m、腹板厚110 cm，跨中处梁高2.2 m、腹板厚60 cm，顶板坡度为3%单向坡，底板为水平设计。桥体立面布置见图1。

图1 连续刚构桥立面布置图

2 施工顺序

该高速桥梁为连续刚构桥，主要采用悬臂浇筑法施工，其中0#、1#块采用支架现浇工艺施工，2#～11#块采用挂篮悬臂现浇工艺施工。

（1）支点、边跨处现浇段长度分别为12 m、6 m，T箱梁最大悬臂浇筑长度为3.2 m，边跨合龙段、中跨合龙段长均为2 m，选用先边跨合龙，再中跨合龙施工方案。

（2）各工序主要施工内容见表1。

表1 各工序主要施工内容表

3 方案设计

3.1 线形监控方案

线形监控内容主要包含桥体平面线形、高程线形、基础沉降三个方面，具体如下：

（1）桥体平面线形监控采用徕卡TC702全站仪，高程线形监控设备采用DiNi12水准仪，每节段箱梁各用Φ20 mm钢筋标记A、B、C三个平面、高程线形测点，钢筋伸出顶板截面3 cm，涂刷红漆作为观测标记。

（2）桥体基础沉降观测采用DiNi12水准仪，观测点布设于基础承台合适位置，共布设D、E、F、G四个观测点位。桥体线形监控测点布置见图2。

图2 线形监控观测点位置图

3.2 应力监控方案

桥体应力监控设备采用XHX-115型应变计，监控数据采集设备采用XHY-ZH1型读数仪[4-6]。

根据桥梁上部结构受力状态，选择梁端处、边跨及中跨1/2处、梁根处、中跨顶板及底板等进行应力监控，单截面设置4个应力测点，共设置44个，见图3。

图3 应力监控观测截面位置图

4 施工监控结果与分析

4.1 平面线形监控

持续观测成桥后左、右幅桥梁1#～11#关键截面位移，记录各测点累积位移，评价桥体平面线形控制质量，左、右幅桥梁累积位移结果见表2。

由表2可知：

表2 左幅、右幅桥梁累积位移结果表 /mm

（1）成桥后桥体左、右幅主梁的梁端、梁根处截面，均出现小幅上拱，最大上拱1.2 mm，与设计值偏差为0.2 mm。

（2）边跨、中跨跨中截面处，最大下挠分别为-8.2 mm、-18.8 mm，与设计值偏差分别为0.5 mm、1.6 mm。

从以上分析可知，成桥后左、右幅累积位移实测值与设计值最大偏差出现在中跨跨中截面处，最大偏差仅为1.6 mm，表明桥体平面线形控制良好，满足桥梁设计及规范要求。

4.2 高程线形监控

成桥后左、右幅桥梁1#～11#关键截面高程监测结果见表3所示。

表3 左幅、右幅桥梁高程监测结果表 /m

由表3可知：

（1）梁端、梁根、边跨跨中、中跨跨中截面高程实测值与设计值最大偏差分别为5 mm、8 mm、7 mm、10 mm。

（2）成桥后左、右幅监测截面高程实测值与设计值最大误差出现在中跨跨中位置，最大误差为10 mm，满足设计及规范要求，表明桥体高程线形控制良好。

4.3 基础沉降监控

不同施工阶段承台D、E、F、G四个测点高程检测结果见表4。

表4 承台高程监测结果表 /m

由表4中各测点高程数据，可算得承台D、E、F、G测点沉降量均在3 mm，满足设计和规范要求，表明桥体基础沉降控制良好。

4.4 应力监控

不同施工阶段箱梁顶板、底板应力监测结果见表5。

表5 桥梁应力监测结果表 /MPa

由表5可知：

（1）主桥施工阶段，箱梁顶板、底板处最大应力差值分别为-0.44 MPa、-0.36 MPa，均小于1 MPa，未超出规范应力差值允许值。

（2）桥梁施工阶段，未发生应力变化过大现象，表明桥体受力性能较为优良，结构稳定性良好。

5 结论

该文以高速公路连续刚构桥为研究案例，研究了挂篮对称悬臂浇筑施工连续刚构桥线形、应力监测技术，并通过分析对比桥体平面线形、高程线形、基础沉降、应力分布实测数据与设计值偏差，评价了桥梁线形、应力控制效果，研究结论如下：

（1）成桥后，桥梁左、右幅最大下挠出现在中跨跨中截面处，实测最大下挠-18.8 mm，与设计值偏差仅为1.6 mm，表明该桥梁平面线形控制良好，满足规范设计要求[7-8]。

（2）成桥后，桥梁左、右幅高程实测值与设计值最大偏差出现在跨中截面处，最大偏差值为10 mm，表明该桥高程线形控制良好，满足规范设计要求。

（3）承台部位4个测点沉降值均为3 mm，表明该桥基础沉降控制良好，沉降控制满足规范设计要求[9-10]。

（4）施工阶段，箱梁顶板处出现最大应力差值，其最大值为-0.46 MPa，小于规范规定应力合理差值，表明该桥应力控制良好，桥体结构稳定，受力性能优良。