孙永江
甘肃路桥公路投资有限公司 （ 甘肃兰州730050）
摘要：为保证高墩大跨径连续刚构梁桥采用悬臂浇筑法施工过程中的质量和安全，需在主梁各节段施工过程中，对各节段的标高、应力进行监控量测，并通过仿真分析和及时调整正确指导施工，用以保证主梁在施工过程中各控制指标不超过规范容许值，施工完成后的各控制指标满足设计要求。
关键词：高寒阴湿 高墩大跨径 连续刚构 施工监控内容 要点分析
一、工程概况
卧龙沟2号特大桥主桥为连续刚构梁桥，主桥上部采用（75＋3×140＋75）m 五跨预应力混凝土变截面连续刚构体系，箱梁采用单箱单室截面，纵、横、竖三向预应力体系，箱梁采用挂篮悬臂现浇法施工。最大墩高162m；箱梁根部梁高8.2m，跨中梁高3.2m，箱梁高度按1.8次抛物线变化。箱梁顶板宽12.5m，底板宽7.0m，翼缘板悬臂长为2.75m。箱梁顶板设横坡，底板横桥向为水平。各单“T”箱梁除0 号块外分为16对梁段，箱梁纵向分段长度为2×3m＋4×3.5m＋3×4m＋7×4.5m；桥位地处高寒阴湿、昼夜温差较大地区。
二、悬臂浇筑施工过程中的主要监控内容
2.1施工仿真计算
采用Midas civil 软件开展卧龙沟2号大桥的施工控制仿真计算工作，通过复核设计计算结果确定最终的成桥状态与施工状态，得出主要有以下两种状态：
1、各施工状态下和成桥状态下的变量理论数据包括主梁的标高、墩顶的偏位和桥梁控制截面的应力应变。
2、悬臂浇筑施工施工控制数据的理论值：主梁各节段的立模标高。
2.2收集资料与数据
1、收集混凝土的弹性模量、强度、钢筋混凝土容重。
2、收集施工区域的气候资料。
3、悬臂浇筑施工工期与进度计划。
4、挂篮受力数据、施工荷载在块件位置与数据。
2.3施工过程结构变位、应力、应变和温度观测
在各个工况中，主要测试内容如下：
1、主梁挠度观测
2、主梁轴线偏位测量
3、墩顶水平变位测量
4、桥墩沉降测量
5、截面钢筋应力或混凝土应变观测
6、温度场观测
2.4主梁设计的参数误差分析与识别
1、挂篮刚度对桥梁标高所产生的影响
2、梁段的自重误差对桥梁结构所产生的影响
3、梁与墩的刚度系数误差对整体结构的影响
4、混凝土收缩徐变对整体结构所产生的影响
5、施工活动的荷载变动对整体结构所产生的影响
6、温度所产生的影响
7、预应力误差对桥梁结构所产生的影响
三、悬臂浇筑施工过程中的主要监控要点分析
根据施工监控内容，连续刚构梁桥施工监控的主要控制要点总结为：结构分析计算、主梁立模标高、主梁线形监控、应力及温度监测等。
3.1结构分析计算
3.1.1主要设计参数校核
为了保证施工监控计算的准确性，同时起到设计复核的作用，需对主要设计参数（材料参数、截面参数、荷载参数等）进行复核。
3.1.2施工前期仿真计算
为了能够确保施工过程中结构的安全，保证成桥状态最大程度的逼近设计目标状态，实际施工前需进行前期仿真计算。
3.1.3施工过程安全复核计算
根据实际施工过程做好模拟计算工作，精确计算桥梁的各施工阶段中所产生的恒载内力。做好施工阶段结构的状态验算工作，确保施工过程中结构处于安全状态。
3.1.4 做好施工过程的跟踪计算工作
施工过程跟踪计算内容主要包括桥梁节段施工前的预测计算工作与节段施工后的校核、修正计算工作。通常，在开展节段施工作业前，必须准确预测节段施工过程中的结构内力与变形，将其视作节段施工过程的控制目标，在节段施工完毕之后，应紧密结合实际测试与测量结果，精确获取一组限制或者能控制各种误差因素后的结构实际状态数据，同时进行对比分析，修正原模型数据，重新计算，为后续的施工提供依据。
3.2主梁立模标高
立模标高是决定成桥线形的最重要的因素。立模标高的影响因数较多，施工误差是不可避免的，因此立模标高的预测及对下节段立模标高的调整是施工监控的关键环节，通过对混凝土浇筑前后、预应力张拉后、挂篮前移到位四种工况的施工监测成果进行误差分析，同时进行对比分析，修正模型数据，重新计算，为后续的施工提供依据。根据重新计算结果调整本节段立模标高，调整时应在一节段可容许的偏差范围里实施立模调整工作，尽量降低梁段立模标高数据所累积的误差，这样方能均匀分摊预测参数的偏差与施工偏差调整对主梁线形的负面影响，确保线形符合要求。
立模标高示例如下：测得右幅9#墩11块的数据如下：
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右幅9#墩12号块的立模指令如下：
立模标高=设计高程+预拱度+上次测得平均差值*1/2+挂篮变形值，所以小里程立模数据为：2640.849+0.055+（-22+-26+-15）/3*0.5+0.020=2640.914m，误差在5mm以内，对下一梁段标高不进行调整。
根据11#块的量测数据，通过计算得出12#块立模标高数据如下：
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3.3线形监控
线型监控需在浇筑混凝土前埋好监测点。监测分以下几个阶段：悬臂浇筑阶段；边跨现浇段浇筑阶段；合拢阶段。监测的主要内容： 主梁高程测量；主梁轴线偏位测量；基础沉降测量工作。为确保测量数据的准确性，首先准确定位测量基准点，确保高程测算的精确性，同时，要定期对高程基准点展开测量复核工作。
3.3.1悬臂浇筑阶段线形监控
挂篮悬臂浇筑每一个箱梁节段主要有以下四个阶段。
①立模
应严格依据监控单位所提供的各控制点所对应的立模标高实施立模。
②做好浇筑混凝土前的准备工作
完成立模作业后，在正式浇筑混凝土前，需要复测底板的立模控制点，做好悬臂端顶板的标高测量工作，提交各梁段截面的实测立模控制点的标高与悬臂段的标高。
③预应力张拉前
完成每段混凝土浇筑作业后，就要做好当前梁段截面底板的立模控制点标高测量工作，同时，要精确测量顶板各截面的钢筋头标高，并及时提交数据。
④处理好预应力张拉后的作业
完成每段预应力的张拉作业后，需要对顶板各截面钢筋头标高展开再次测量，对比之前的数据计算张拉后的挠度，及时提交测量数据。
3.3.2边跨现浇段浇筑阶段线形监控
1、边跨现浇段浇筑前
按照监控所提供的控制断面来设置边跨现浇段的观测截面，然后，从合拢段的截面向边跨间距准确界定完整的观测截面。在浇筑之前，做好现浇段端部截面的底模控制点标高测量工作，并及时提交所测量的数据。
2、做好边跨现浇段浇筑后的处理作业
完成边跨混凝土浇筑作业后，必须对现浇段端部截面的底模控制点标高进行再次测量；同时，要做好顶板各截面的钢筋头标高测量工作，并及时提交数据。
3.3.3合拢施工阶段线形监控
1、合拢前
在合拢前，需要做好合拢口附近两侧主梁的底板测量工作与顶板标高测量作业，这样方能准确计算合拢的高差，同时，要全面测量整座桥的顶板各截面钢筋头标高，迅速提交测量数据。
2、合拢段混凝土浇筑后的处理作业
等到完成合拢段混凝土浇筑工作后，应做好全桥顶板各断面钢筋头的标高测量工作，和之前的测量数据进行对比，以此计算各截面挠度，并提交测量数据。
3、合拢段预应力张拉后的处理作业
实现边跨合拢段预应力张拉后，应准确测量整座桥梁顶板的各断面钢筋头标高，和之前测量结果进行，以此计算各截面挠度，并提交测量数据。
3.4应力与温度监测
3.4.1应力的监测
采用钢弦式应力计对混凝土桥梁结构的应力进行测试，通过测量测点应变换算应力值。
在每个T构靠近悬臂根部的两侧1#梁段和8#梁段与9#梁段之间各布置一个监测断面。在每个节段预应力张拉前和预应力张拉后；主梁边跨合拢前后；主梁中跨合拢前后进行测量。主墩应力监测在每个T构主墩根部附近变截面处各布置一个监测断面。在实际监控中，本着“完整性、代表性、实用性”的原则选取应力及温度测试截面。
主桥应力监测主要在以下工况进行：主梁悬臂施工过程中，在每个节段预应力张拉前和预应力张拉后；主梁合拢前后；测读结果应立即汇总，便于及时掌握与分析当前应力状况，确保主桥施工安全。
3.4.2温度的监测
桥梁在施工过程中受温度影响较大，因此需对桥位处的大气温度进行监测，尽量减少温度对施工数据的影响。
大气温度采用水银温度计进行测量。主梁梁体温度场采用在梁体内埋设智能数字温度传感器方法进行，使用数字式读数仪直接测量测点温度，温度场的测量值作为控制参数供施工控制计算之用。
四、高海拔地区监控过程中的优化
1、对于高海拔温差较大地区，我们采取了无线应力采集系统对主要截面的应力及温度全天候监控，确保大桥的施工安全。
2、高程测量采取固定时间观测法结合相对温度和湿度较低的时间段测量，减少温度湿度对测量的影响。
3、据现场的实际情况实时优化模型，及时做出调整，确保与施工环境一致等。
4、针对高寒阴湿、昼夜温差大特点，本项目对箱梁进行保温养生，确保了施工过程中的质量和安全。
五、总结及建议
通过施工过程理论数据与现场结构参数的实测值进行对比分析，跟踪计算分析并确定每个节段的立模标高，且在施工过程中根据施工监测成果进行误差分析，及时预测和调整下一节段立模标高，最终桥梁成桥线形、内力状态逼近设计状态。
桥梁使用寿命要得以保证并有效延长，施工控制的关键，其实不管是高海拔地区还是其它地区的预应力混凝土连续刚构桥施工，都需要严格控制各施工环节，分析影响施工控制的因素和施工监控方法，针对当地施工实际情况进行合理科学的监控，才能正常的开展各项施工，促进施工进度的加快，在预期工期内保质保量完成工程项目施工。
（1）加强施工过程中的温度效应对结构变形的影响，开展温度场与结构变形相关研究。
（2）后期运营期间，针对大跨、高墩、环境温度变化大的连续刚构梁桥的特点，还应开展桥梁健康监测工作。
参考文献
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