某连续梁桥线性监控研究

某连续梁桥线性监控研究

摘要：结合某连续梁桥施工监控工程，介绍了施工过程中的线形控制技术。给出了线形监测内容、方法及结果，并对监控结果进行了分析。

关键词: 连续梁；线形；施工监控

Abstract: combined with a continuous girder bridge construction monitoring project, this paper introduces the construction process of the linear control technology. Linear monitoring contents, methods and results are given, and the monitoring results are analyzed.

Keywords: continuous beam; The linear; Construction monitoring

引言

大跨度桥梁节段施工过程中，结构的几何形态、边界条件、材料特性随时间而变化，荷载作用的数值与位置也随时间发生变化，使得结构效应(位移、内力、应力、反力等)在施工过程中具有时空演变特征。整个桥梁节段施工过程是一个结构逐渐形成，位移、内力、应力、反力不断变化的过程。

对于大跨径混凝土连续梁桥施工监控来说，立模标高的预告是最为重要的工作，具体表现为在每个梁段施工前，监控单位都必须预告该梁段的底模标高(一般给出相对于设计值的调整值)。四条理论线形的计算是桥梁施工监控工作的基础。

工程简介

某大桥主桥上部为40m+70m+40m三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，桥宽40.0m。箱梁根部梁高3.8m，高跨比为1/18.42；跨中梁高为2.0m，高跨比为1/35。箱梁横截面为单箱双室斜腹板，边腹板斜率为1：3.5，箱梁顶板宽19.75m，底宽为9.921～10.95m，箱梁顶、底板保持平行。箱梁高度从距墩中心2.0m处到跨中按二次抛物线变化，除墩顶0号块设厚200cm的横隔板及边跨端部设厚110cm的横隔板外，其余部位均不设横隔板。桥面横坡为2%，由箱梁整体扭转形成。

采用悬臂挂篮施工。由于悬臂施工中各种因素影响，导致箱梁计算挠度与实测挠度有差异，因此，实际立模标高应根据挠度实测结果，进行参数识别，正确分析每一个影响挠度的因素后给出。对于影响因素的“灰色”部分，若不能正确分析，则采用预测分析手段，如灰色理论或线性回归方法。

施工过程计算

采用变截面Timoshenko梁单元，建立全桥的空间模型，全桥共73个节点，64个梁单元，如图2-1。

不考虑结构—基础—土相互作用，桥墩在承台处按固结处理。桥墩与主梁之间的临时支座采用刚性连接模拟。考虑了支座垫石的位置，用弹性连接模拟永久支座，连接支座垫石与主梁底板。

按照施工方案划分为12个施工阶段来模拟施工过程。

按照施工说明确定荷载取值，确定挂篮重量，模拟挂篮对梁端的剪力的弯矩。

结构有限元模型

监控内容

四条理论线形

大跨桥梁施工监控涉及到4条理论线形：设计线形、长期恒载线形、竣工恒载线形、立模(安装)线形。

(1) 设计线形。设计线形指路线设计中确定的平、纵断面线形，由设计方提供。根据施工图“桥型布置图”和“第三联连续箱梁特征点高程、坐标表”可查询或推算得到。

(2) 长期恒载线形。恒载线形是在设计线形的基础上，计入活载影响后需要达到的线形。长期恒载线形与设计线形之差即所谓的活载预抛高。

(3) 竣工恒载线形。竣工恒载线形是桥梁施工完成时的线形。竣工恒载线形经过长期时变(混凝土的徐变、收缩和钢材的松弛)后，达到长期恒载线形。竣工恒载线形也是桥梁施工监控在桥梁竣工时的目标线形。竣工恒载线形与长期恒载线形之差即所谓的长期时变预抛高。

(4) 立模(安装)线形。立模(安装)线形是各点立模坐标的连线形成的线形。立模(安装) 线形与竣工恒载线形之差即所谓的施工预抛高。

立模(安装)线形经过施工过程的不断变化，在桥梁施工完成时达到竣工恒载线形；再经长期时变后达到长期恒载线形；长期恒载线形加上活载变形即为设计线形。

模板定位标高

在施工监控工作实际操作中，利用立模标高来控制桥梁线形。为简化概念，方便信息传递，监控组直接给出立模(安装)标高相对于设计线形的监控预抛高，这样施工单位只需要再计入，即可得到立模标高：

=++

可见，监控预抛高综合考虑了后续施工、时变、活载的影响和监控调整值。

需要注意的是，预抛高值具有正负号。对某些梁段预抛高可能为负值，即立模标高低于设计标高。监控调整值根据前阶段的实际标高与监控目标值的差距来对下一阶段进行调整。

监控结果与分析

桥面变形监控

全桥完全合龙后，进行全桥桥面点高程联测，并与设计桥面点高程、桥面立模标高进行对比分析。分析结果参见表1，图2。

由下图表可见：

监控目标值和实测值吻合良好，只有极个别测点有一定的偏差，但差值不大，主要由于施工测量过程中的误差、混凝土材料特征的差异性、以及施工过程中，实际浇注、铺装尺寸等众多不确定因素的影响。

跨中区实测值均大于成桥设计标高，对于成桥后受力状况有利，能够达到监控预期目标。

合龙后的标高对比

桥梁线形对比

结论

通过合龙后的实测线形和理论线形对比可得到以下线形监控结果：

（1）全桥6个合龙段合龙精度和合龙温度符合设计要求，最大合龙高差

8mm。

（2）全桥合龙后，主桥线形光滑流畅，无明显折线突变，达到线形监控的预期目标。

（3）线形监控是一项系统工程，除监控单位要准确计算、分析和预测外，还取决建桥各方的共同努力：建设方的得力领导、监理方的严格把关、设计方的及时复核、施工方的精心施工。

参考文献

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林桂萍.大跨径混凝土连续梁桥施工控制技术研究 [D].成都:西南交通大学,2012

吴艺,毕磊等.基于灰色理论的预应力连续梁桥施工监控研究[J].特种结构,2009,3: 101-103.

作者简介：邵国涛(1988-)，男，硕士，主要研究方向为桥梁结构理论与维修加固.