纵目沟特大桥高墩墩身施工监测与监控冯上朝

刘莎

摘要： 高墩墩身监测是决定桥梁建设是否成功的关键性控制项目，本文以纵目沟特大桥为工程实例，对高墩施工测量控制关键技术进行分析，在桥墩沉降监测、桥墩垂直度监测、墩顶预抛高、桥墩应力监测等方面提出合理的测量方案，为类似施工提供参考。

Abstract： The monitoring of the pier is a key control project of the bridge construction. Taking Zongmugou Bridge as an engineering example， the high pier construction survey control key technologies were analyzed， and reasonable measurement programs are proposed in bridge settlement monitoring， piers vertical monitoring， pier top cast high， bridge stress monitoring and other aspects， to provide the reference for the similar construction.

关键词： 高墩；沉降监测；垂直度监测；墩顶预抛高；桥墩应力监测

Key words： high pier；subsidence monitoring；verticality monitoring；pier top pre cast high；pier stress monitoring

中图分类号：U442.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）20-0138-02

1 工程概况

纵目沟特大桥位于黄土沟壑区，地形陡峻，沟谷深切。全桥由12孔简支梁、4孔预应力混凝土连续刚构梁组成，其中2跨主跨连续梁跨径均为136m。该桥的最高墩5#墩位于“v”深沟底部，墩高105m。该墩的施工监控是桥梁各项工序的重点，在确保大桥结构的安全和稳定方面起着关键性作用。

2 桥墩施工监测和监控主要内容

2.1 桥墩沉降监测

为能及时了解和控制桥墩的位置变化情况，需布设桥墩的沉降测点并对其进行相关的观测。测点采用预埋钢质测点桩，应在施工单位配合下进行布设。每个桥墩均设置承台观测标。测点布设方法：每个承台4个观测点，埋设位置如图1所示。

2.2 桥墩垂直度监测

主桥高墩在墩身施工过程中影响因素较多，为保证主桥建成后，在设计合拢温度下，桥墩线形满足设计要求，主梁施工过程中墩顶变形满足主梁线形要求，须对桥墩的垂直度进行监测。根据施工方案，5#高墩分为26个节段进行滑膜施工，并对每一节段的施工情况进行监测，施工监测点布置如图2所示。

2.3 墩顶预抛高

由于5#墩很高，在实际施工中受到混凝土弹性压缩、收缩徐变等因素的影响，桥墩可能会出现竖向变形，测试材料力学性能，确定混凝土的收缩徐变系数和弹性模量，经过有限元计算，并计入施工中的基础沉降，最终确定桥墩的预抛高值。

2.4 桥墩应力监测

由于墩身高达105m，墩身受风力、温度影响较大，所以为了进行应力观测，应在距离墩顶向下0.8m处和距离承台顶面向上2.8m处的截面上分别布置4个钢弦式应力计。其传感器埋设位置如图3所示。

3 施工监控和监测目标的实现

3.1 桥墩沉降监测与监控的实现

3.1.1 水准基点的引测

桥墩沉降观测引用的水准基点，初期采用应急测量网水准点（二等水准点，点间距约200m），全线精密控制网建立后，应改为精测网高程水准点（二等水准点，点间距约150～180m）。并将引用应急测量网水准基点得到的沉降观测成果归算到精测网高程系统之中。

沉降观测从最近的水准基点引测，引测前对引用水准基点进行检核，检核采用复测方式进行，将前后相邻水准基点之间的高差值与原高差值进行对比，当检测的高差值与原高差值满足？燮±4（l为两相邻水准基点间的距离，单位km）时，可认为拟引测水准基点处于稳固状态。否则进一步复测，查明原因、消除问题后再进行引测。

3.1.2 测量方法

沉降观测采用从邻近水准点测至沉降观测点，再闭合至邻近另一水准基点的符合水准路线法，有时根据需要也采用从邻近水准基点直接测至沉降观测点、并进行往返测的支路线法。

3.2 桥墩垂直度监测与监控的实现

3.2.1 墩身测量要求

根据“桥规”要求：墩身轴线偏位为10mm，竖直度为0.3%H且不大于20mm，为满足施工精度要求，墩身控制点坐标误差均应控制在10mm。

3.2.2 测量方法

采用全站仪进行边线垂直度测量。完成模板支立后，对新型柱板式空心墩的关键点利用全站仪进行复核，然后依据复核结果及时调整模板，使模板的各项参数更加符合相关规范标准，能够满足模板组装精度要求。此外，完成砼浇筑后，应及时测量砼结构尺寸，观察其是否存在异常，避免胀模等现象出现。

3.2.3 数据分析及调整

以设计数据为标本，对比分析每一施工节段完成后测得的垂直度控制点的数据，获得施工误差，并以此为依据调整下一节段施工时的模板。

3.3 橋墩应力监测与监控的实现

对应力进行监测与监控时，采用理论和试验相结合的方法进行，即首先根据结构的力学和几何参数、施工荷载以及预应力数值等确定出控制截面的位置并计算出控制点上的应力，在相应的点上布设应力测试元件，然后根据施工进度对理论值和实测值进行比较，并分析和调整两者不同的方面，保证桥梁施工时控制点上的最大应力符合要求。

4 监测频次

初始测量在承台施工完成24小时内测试一次。以上各级承台施工完成后24小时内测试一次。桥墩施工完成后第1天测试一次。桥墩施工完成后第7天测试一次。桥墩施工完成后第14天测试一次。桥墩施工完成后1～3月，每第14天测试一次。桥墩施工完成后4～6月，每28天测试一次。具体实施时应该针对现场的施工步骤和工况，但遇到突发紧急的异常情况，必须加密观测频率。

5 监控资料的分析处理与评价

取得现场桥墩沉降的监测资料后，及时进行处理，排除仪器、读数等操作过程中的失误，剔除和识别各种粗大、偶然和系统误差，避免漏测和错测，保证监测数据的可靠性和完整性，采用计算机进行监测量测资料的整理和初步定性分析工作。①绘出桥墩沉降随时间的变化曲线，分析总结出桥墩沉降规律；②据已有的资料，对桥墩的沉降曲线进行拟合，找出相对合理的桥墩沉降曲线函数；③运用桥墩沉降曲线函数对桥墩以后的沉降进行预测，并与以后的监测结果进行对照分析，进一步修正沉降函数，如此反复，最终找出能近似准确反映桥墩实际沉降的趋向关系式。

对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速率等综合判断结构的状况，并编写月汇总报表及分析报告，及时反馈指导施工，调整施工参数，达到安全、快速、高效施工之目的。

当桥墩沉降过大时，超过控制基准或地表出现明显的裂缝并不断发展，应立即采取措施处理。

6 总结

大跨度、特高墩除了对施工工艺要求严格外，更对测量技术提出了更高的要求，只有选择科学的作业方法，理论联系实践，才能保证墩身的质量达到设计要求。

参考文献：

[1]朱秀文.清水河大桥深基、高墩、大跨施工测量控制技术[J].北京：北京测绘，1996（3）.

[2]张俊庆，邹永存.特大桥高墩施工测量控制技术[J].太原：山西建筑，2011（37）.

[3]王金龙.山区公路高墩施工测量及监测[J].长沙：湖南交通科技，2008（34）.