某立交桥长期监测研究分析

张 楠

(洛阳市信昌道桥工程有限责任公司，河南 洛阳 471000)

1 工程概况

该桥为20 m+2×25 m+20 m预应力混凝土现浇连续梁桥，下部结构桥墩为独柱式，桥台为双柱式，钻孔灌注桩基础。桥梁设计荷载为汽车-超20级，挂车-120级，于2005年8月通车，运营至今。桥位处为交通要道，通行的超载车辆数量很多，根据交通量调查发现，该路段的高峰时段为四个，单位时间内交通量均高于100辆，分别为上午9∶00～12∶00，下午15∶00～16∶00；该路段的车流辆最小时段在22∶00～1∶00，单位时间内交通量均低于10辆。在该路上行驶的车辆以中货车为主，它占了绝大部分比例，由西往东和由东往西分别占单向车流总量的94.14%、92.83%，且中货车来往车辆基本持平。在该路上行驶的车辆以中货车为主，由西往东为满载车辆，高峰时段为2∶∶00～3∶00，17∶00～18∶00，单位时间内交通量分别为73和65辆，由东往西为空载车辆，高峰时段为12∶00～13∶00，单位时间内交通量分别为89辆。同时结合以往检测报告发现该桥病害较多，且下部结构为独柱式桥墩，存在倾覆的风险，因此有必要对该桥进行了交通量调查及长期监测。

2 监测目的

通过长期对特殊性桥梁进行安全监测，可以实时获取桥梁的结构信息，把握桥梁结构的健康状态，对大桥出现的损伤进行及时报警和定性、定位分析，提供维修建议，为桥梁进一步的维修、养护、加固与改造等措施提供可靠的数据依据。主要表现在以下几方面。

(1)通过对桥墩及桥台进行长期观测，掌握墩台在运营荷载反复作用下有无沉降发生(特别是不均匀沉降)。

(2)通过对桥面高程进行观测，掌握桥梁线形变化情况，并根据桥面线形的测试结果推断梁体有无出现下挠，整体刚度有无出现弱化。挠度是桥梁结构最重要及最直观的指标之一。桥梁结构由于主要部位出现缺损、缺陷，如裂缝、锈蚀、错位、沉降及混凝土的收缩变化等，挠度将发生变化，通过挠度长期监测，保证结构的安全性。

(3)通过长期监测，可以了解桥梁现有病害的发展趋势，对桥梁安全运营的影响程度，根据监测数据针对性的做出养护方案。例如桥梁梁体下挠是否持续发展，都可以对比监测数据一目了然。

(4)通过长期监测，进一步完善和建立、健全现有的桥梁管理系统，建立和积累必要的技术要案资料，提高桥梁管理水平。

3 测点布置及观测方法

3.1 基准点布设及观测

基准点采用假设相对独立的坐标系统，布设平面、高程基准点，根据现场情况平面和高程可以共用一套点。监测中基准点的稳定性与永久性非常重要。所有监测成果，包括坐标、距离、角度、方位角、高程等都是以标石中心标志为准。为保证所测成果精确，此次将采用不易腐烂、耐磨的金属标志。详见表1～表2。

表1 基准网主要技术要求

表2 基准高程网主要技术要求

3.2 桥面永久观测点布置及观测

桥面高程观测点沿护栏内侧布置，观测点采用不锈钢球冠型端头钢钉做成，埋设于桥面水泥混凝土铺装中，端头平齐桥面。观测点布设在防撞墙内侧20 cm处，从0#台1 m处，沿桥面每2 m设置一个截面，共计45个截面，每个截面左、右侧护栏各一个，共计90个测点。桥面标高观测采用Leica DNA03水准仪观测标高。高程观测方法采用徕卡精密水准仪，以高程基准点起始，对永久观测点构成水准闭合环路线进行观测，经过对原始观测数据的检查、平差、计算出永久观测点的高程值。利用基准点、工作基点对各设施观测点进行连续高精度观测，采集初始值。由于桥面震动较大，常规线路水准误差累积对精度影响较大，故采用水准测量的方法进行测量，但限于结构形式，桥墩间距不完全相同，故部分测站前后视距差无法保证。高程观测方法采用水准测量方法，进行闭合环路测量，周期性观测均采用单程观测。

利用基准点、工作基点对各观测点进行连续高精度观测，采集初始值。变形观测精度等级及技术要求。

根据《建筑变形测量规范》，本工程变形测量采用二级精度，沉降观测精度及技术要求见表3。

表3 沉降观测精度及技术要求

4 监测结果

全桥设置1个基准点，3个校准点，设基准点坐标为(0，0，0)，以基准点基础建立坐标系，测量墩柱各测点三维坐标，测量结果见表4。

表4 墩柱各测点测量结果

桥面左右两侧标高存在一定偏差，相差最大值为45.1 mm发生在距0#台49 m处，相差平均值为6.7 mm。

5 技术建议

结合该桥以往外观检查、动荷载试验结果及监测情况，对该桥存在的主要病害，建议采取如下维修和加固措施。

(1)桥面铺装多处严重破损、坑槽现象，露骨、脱皮严重；伸缩缝处、桥头均存在较为严重的跳车。其主要原因是该桥梁通行超载车辆较多，其中从西向东方向满载重车较多，从东向西方向空车较多，从现场情况来看从西向东方向桥面铺装病害相对较为严重；鉴于桥面铺装病害较为严重，建议采用高标号混凝土重筑该桥桥面铺装和路桥连接处路面；同时加强对超限车辆治理，禁止超载车辆通行，增设限高、限宽设施。

(2)针对桥面出现严重的积泥，泄水管缺失等现象。建议在日常养护时将桥面杂土清除至桥外并及时清理疏通堵塞的泄水孔，修复泄水管，保障排水畅通。

(3)建议凿除松脱、剥离等已损坏的背墙混凝土，然后用环氧树脂砂浆或其它高强材料予以修补。

(4)针对本桥的其它轻微病害，建议做好日常养护和定期检查。