大跨度预应力混凝土连续梁桥施工监控

陈胜

（大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司 辽宁大连 116024）

0 引言

随着我国施工技术的发展，我国的道路桥梁建设获得了迅猛的发展。预应力混凝土桥梁是我国桥梁建设中较为常见的一种施工方式，它由于施工简单、抗震作用好、桥梁变形小、舒适度高等成为大跨度公路桥梁的最佳选择。预应力混凝土桥梁选择连续施工中采用变截面的方式处理梁体内部的截面受力问题，施工过程中采用的混凝土浇筑量大，包括桥墩、支架、悬臂等，都为混凝土浇筑。浇筑的过程中容易发生倒塌。在以往的工程中，四川隆叙铁路泸州大桥、天兴洲大桥公路、天兴洲大桥铁路、深圳盐坝高速、京福高速连接线、绥芬河新华立交桥等大桥在施工中都出现过连续桥梁施工梁体坍塌事故，造成多人伤亡及经济损失。研究大跨度预应力混凝土连续桥梁施工监控对预防施工事故的发生有着重要的意义。

1 连续桥梁施工的影响因素

1.1 截面参数

对大跨度预应力混凝土连续桥梁施工而言，截面参数对于施工截面尺寸的影响较大。截面参数的误差，如惯性矩误差、截面面积误差等，都易加剧梁体结构内部变形或影响内力状态的变化。因此，截面参数的动态监控就显得必不可少。通过动态监控截面参数，可及时的了解截面参数的误差，并及时的纠正误差，已到达控制连续桥梁施工中内部结构的形变的目的。

1.2 材料参数

不同的施工材料有着不同的属性。对于桥梁结构而言，施工材料的弹性模量属性直接影响着混凝土施工的质量。预应力混凝土施工后受环境因素、施工技术影响本身弹性模量可变性较大，因此更需要监控施工材料参数，通过分析施工材料参数变化分析混凝土弹性模量的变化，在施工中按照混凝土实际的弹性模量值和变化情况应对及处理，从而减少混凝土弹性变化对于梁体结构造成的施工安全隐患。

1.3 温度参数

温度是影响预应力混凝土内部结构变化的重要因素。混凝土结构施工后因内外部结构发生温差，加上水泥水化热的影响，混凝土会产生收缩和徐变。混凝土结构的收缩和徐变可能会导致桥梁结构内部或表面产生裂缝，加剧预应力混凝土桥体结构的变形，从而影响桥体结构的可靠性、稳定性、安全性。

1.4 荷载参数

大跨度预应力混凝土连续桥梁结构具有较大的自重，特别是结构构件较大的桥体部分，自重较大。此外，在施工过程中，桥体上堆放的施工材料、施工人员、施工设备等这些都会加剧桥体结构的荷载。荷载变化在施工过程中处于变化状态。了解桥体结构的荷载参数，分析由于材料、人员等这些容重造成的荷载变化及其荷载变化关系，有助于更加精准的了解施工过程中混凝土应该增加的预应力。

2 施工监控的流程和方法

2.1 施工监控的流程

大跨度预应力混凝土连续桥梁施工流程为：施工测量→施工参数识别→施工修正→预告→施工循环。由于大跨度预应力混凝土连续桥梁施工主要的控制对象为主梁的标高和内力，控制管理主梁标高和内力的基础就是信息采集，在通过识别软件对采集的信息进行识别和修正，将这些参数应用到具体的施工管控和应急预案制定之中去，为施工管控提供参考和决策的依据。

2.2 施工方法

大跨度预应力混凝土连续桥梁施工监控主要应用信息监控技术、信息管理技术等实现对于信息的采集与具体的监测管理。首先，信息采集需要在混凝土连续桥梁梁体上安装上智能传感器作为监控系统的终端设备，以便于实时的对施工状态进行监控和信息采集。其次，应用仿真模拟技术、计算机控制技术等构建仿真模拟系统，对即时监控和采集的信息进行分析处理，计算和总结下一个阶段的施工参数。由于下一阶段的施工参数来源于前一阶段及已完成工程，因此这些参数对于下一个施工阶段的施工方案有着重要的指导作用。这些依靠监测后分析得出的施工参数有助于准确的分析梁体的受力状态，对于后期施工的监控管理奠定了良好的基础。再者，后期施工要依据前期的施工参数作为决策依据，了解后期施工方案的有效性和精准性，通过将实际监测分析得到的参数与计划方案对比，用于全面分析方案的可行性，并在分析基础上对原施工方案进行标高的调整，有助于提高标准的准确性。最后，应用监控管理系统对大跨度预应力混凝土连续桥梁的结构参数进行计算分析，了解各个结算的施工误差，分析梁体所受的恒载、移动荷载、徐变、体系转化、预应力，结合各项参数对桥体悬臂标高、桥面线性、内力状态等进行调整，提高施工过程中的安全性和可控状态。

3 施工监控案例

某高速公路桥为45m+3×64m+45m变截面预应力混凝土连续梁桥。该梁桥的设计宽度为26m，两幅桥建设，中间部位预留宽度为1m的后浇带，主桥单幅箱梁为单箱室截面。主梁支点处标高4m，跨中标高2m，梁底二次抛物线y=4f（L-x）×L2变化。设计箱底宽度为7.25m，箱顶宽度为13.25m，箱梁翼缘宽度桥内侧、外侧分别是2.5m和3.5m。箱梁应用三向预应力混凝土结构施工。结合工程概况，我认为该预应力混凝土连续梁桥施工监控重点内容如下：

3.1 加强箱梁预应力的监控

考虑到连梁在施工过程中截面上下缘的应力变化，建议在主梁悬浇的过程中按照静定结构控制桥体截面，并在桥体截面部位安装智能传感器，实时监测主梁截面的预应力，分析预应力变化，并结合监测的信息对施工方案及时调整。悬臂施工时，主梁处的截面与0号快悬臂根部截面一致，具有同等的重要性。主梁合龙后，跨中段的截面成为参数成为又一重点控制内容。此外，设置在主梁截面部位的传感器还可用于监测混凝土内部的收缩和徐变，以及受温度影响下内部结构的形变，桥体受荷载变化的现象等。通过综合分析这些影响参数，可进一步对连续梁桥的设计限制进行多次调整，提高桥体结构在施工过程中的安全性和可靠性。

3.2 加强桥体的线性监控

在连续梁桥的两侧设置大地监控网点，基于交汇法和全站测仪检测墩点的精确三维坐标，然后布置轴线对主梁进行标高和悬臂端梁的标点，在利用线性分析法对连续梁桥各段的标高进行调整，提高成桥线性的准确性，从而提高施工质量。

4 结语

连续桥梁施工监控是随时随地了解大跨度预应力混凝土桥梁施工各个阶段梁内力和变形参数的基础条件。通过了解施工中发生的梁内力及变形数据，可以有效的对大跨度预应力混凝土连续桥梁施工状态安全情况进行有效的评价，并结合安全评价的结果对施工做安全预警，不断的规范和优化连续桥梁施工中的设计要求，提高桥梁结构的安全系数，确保施工的安全和桥梁施工的质量，减少施工中事故的发生。因此，建议施工企业加强对于大跨度预应力混凝土连续桥梁施工中的动态监控，强化施工中对于梁体结构健康状况的数据管控。