大跨径连续梁桥大节段支架现浇变形监测

大跨径连续梁桥大节段支架现浇变形监测

戴天帅 印陈明

南通九宇测绘有限公公司

摘要：大跨径连续梁桥的设计和施工都比较复杂，尤其是大节段支架现浇处较易发生变形，对变形情况进行监测非常重要。本文通过论述大跨径连续梁桥大节段支架现浇变形原因，结合具体的工程案例，对大跨径连续梁桥大节段支架现浇变形监测方法进行了研究，大节段支架现浇处的沉降量在-1.21—1.23mm之间，最大沉降变形发生在大节段支架的跨中点位置，桥墩变形沉降量较小。

关键词：大跨径连续梁桥；大节段支架；现浇变形；工程案例

随着经济社会的不断发展以及交通压力的增大，大跨径连续梁桥的设计和施工越来越大，有力的缓解了一些城市的交通。桥梁在施工及后续管理中受到各种客观条件的制约，会出现不同程度的变形，尤其是大节段支架现浇处，当变形达到极限值后就会影响桥梁的正常使用，必须进行彻底的维护。结合大跨径连续桥梁的重要性，对大节段支架现浇变形产生的原因进行分析，并对变形进行监测就显得非常重要。本文分析大跨径连续梁桥大节段支架现浇变形原因，结合某工程实例，对变形监测进行分析，希望可以提高大跨径连续桥梁的运行质量。

1大跨径连续梁桥大节段支架现浇变形原因分析

大节段支架现浇对于地基承载力的要求非常严格，需要针对不同的地基进行处理以满足支架的承载要求。大节段的支架现浇与挂篮悬臂浇筑在受力上有明显的区别，节段的荷载主要由支架承载，其不平衡力矩很小，支架拆除后节段更容易受到不平衡力的影响，因此很容易出现变形。除此之外，作用在大节段上部结构的恒载与作用在墩台上的恒载、墩台与梁的结构、车辆通过时的荷载等都会影响该处的变形，受到各种不均匀荷载的影响，桥梁在长久使用中就会出现变形。在恒载的作用下，当支点负弯矩卸载之后，大节段跨中的最大正弯矩将会显著减小。上述桥梁的这些荷载不稳定因素都会导致大节段支架现浇位置极易出现变形。

2大跨径连续梁桥大节段支架现浇变形监测方法

在进行大跨径桥梁大节段支架现浇变形监测中，要根据桥梁的具体情况设计不同的监测方法。一般来讲，桥面扰度、墩台位移、桥面线性测量是当前桥梁变形监测的主要方面，在大节段支架处同样适应，通过测量这些参数，可以衡量桥梁的安全性能。而在这些基本半数中，桥面扰度是最重要的物理量，直接反映了桥梁的变形程度。目前国内测量扰度的方式有很多，比如静力水准法、扰度仪检测法、摄影测量法等等。发展到现在，又出现了GPS动态测量、全站仪测量法等。精密水准仪监测法和全站仪观测是两种应用最多的测量方法。

2.1精密水准测量大节段变形扰度

精密水准仪在使用的时候需要先将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将架腿踩实；再开箱取出仪器，将其架在三脚架上，转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋，转动仪器，用照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋；转动微动螺旋，使水准尺位于视场中央；转动物镜调焦螺旋，消除视差使目标清晰。读数的时候全部读数为楔形平分丝所夹的分划线的注记与此时测微尺的读数的和。在大跨径连续梁桥大节段支架现浇变形监测中，可将水准仪安装在大节段的某个位置让其固定不动，分别监测各测点的水准尺读数。比如选择大节段 和 两个位置为测点， 和 为该两个位置的测量数据，那么该两个测点工况下的相对扰度为 ，该种方法测量大节段支架现浇变形非常方便，但是主要适应于桥梁扰度变化不大的情况，同时观测点数不需要太多。当桥梁比较长且大节段支架受到的不均匀荷载较多时，就可以选择多仪器固定传递法。该种方法可以避免多次重复的设置测量点，将监测的时间大幅度减少，同时还能消除因为桥梁桥面曲度的变化引起的仪器测量不稳定的情况。设定大节段在加荷载前的高程为 ，当荷载加到第 级后的高程为 ，那么桥梁在第 级荷载下的相对扰度就可以表示为 。

2.2全站仪测量大节段变形扰度

全站仪测量扰度也是一种常用的方法，优点为测量范围大，测量精度高。其原理是利用三角高程测量。根据测角精度可分为0.1″，0.2″，0.5″，1″，2″，5″等几个等级。设定大节段加载前S为测站和观测点之间的斜距，A为全站仪照准棱镜中心竖直角， 为仪器的高度， 为棱镜高，那么测站和测点之间的相对高差可通过公式： 进行表示。在加上荷载之后，设定中心竖直角为 ，斜距为 ，那么相对高差为 ，那么当荷载被加到大节段之后相对高差变化值为 .可见，在利用全站仪进行大节段扰度的测量时，扰度的数值与竖直角大小有关系，当竖直角小于15°时，扰度的干扰项就很少。在进行桥梁大节段变形度的测量中，可将测距边长设定为小于150m，这样就能减小竖直角观测误差对相对扰度的影响。

3某工程大跨径连续梁桥大节段支架现浇变形监测

3.1工程情况

某地大桥总长度926米，桥面为双向六车道，桥面宽度29m，车行道宽度22m，两侧人行道宽度都为3m。北岸引桥35m+22m+4×20m+23m+18m+6×20m；南岸引桥36m+34.6m+16m+5×20m+18m。大节段支架现浇施工采用分段施工方法，支架分段预压，预压最大荷载按照施工最大荷载的1.2倍计算，当支架连续5天沉降量小于2mm视作稳定，保证支架的安全。按照节段处的荷载分布确定支架布置的位置，通过综合判断，大节段支架现浇荷载分布情况如下表1所示。

表1支架布置形式

3.2监测内容、方法和技术要求

在测量大节段支架现浇变形情况时，按照建筑行业标准JGJ8-2007《建筑变形测量规范》相关要求。根据工程实际情况，选择的观测项目包括支架沉降测量、桥梁结构墩顶三维变形监测两个方面。监测项目和监测点如下表2所示。通过详细的设置观测点，能够将大节段支架现浇结构变形特征反映出来。具体来讲，一般要求大节段的纵横向观测点应该均匀分布在大节段范围内，每个基准点可以设定3个基准点和1个工作基点。选择的监测仪器为精密水准仪和全站仪。

表2 变形监测项目表

3.3变形监测结果

根据上述技术标准及选择的观测点进行监测，该工程大跨径连续梁桥大节段支架现浇处的沉降量在-1.21—1.23mm之间，最大沉降变形发生在大节段支架的跨中点位置。累计沉降量在-15.12mm—6.41mm之间，最大累计沉降变形点同样发生在大节段支架的跨中点处。进一步观察，在墩桥监测点没有发现整体偏移现象，桥墩变形值在-1.09mm—0.95mm之间，最大沉降在桥墩中点处，桥墩整体变形趋势很小，处在稳定状态之中。

结语

综上所述，大跨径连续梁桥大节段支架现浇变形会影响桥梁的使用寿命，采用一定的方法对其变形进行监测有助于工程技术人员在桥梁设计的时候根据大节段支架荷载情况进行优化。传统的大跨径连续梁桥大节段支架现浇变形测量方法较为简单，测量误差大，导致不能真实的反应大节段支架的变形情况。本文结合具体工程实例，采用精密水准仪和全站仪作为变形监测仪器，得出大跨径连续梁桥大节段支架现浇处的沉降量在-1.21—1.23mm之间，最大沉降变形发生在大节段支架的跨中点位置，桥墩的沉降变形量不大，较为稳定。

参考文献

[1]冯令才.大跨径预应力混凝土连续梁桥现浇支架设计与应用分析[J].建筑结构,2020,22(02):6-7.

[2]左佳旺.大跨度工字钢承重支架在跨高速桥现浇箱梁中的施工应用[J].交通世界,2021,14(30):2-3.

[3]陈登亮.支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工控制技术研究[J].黑龙江交通科技,2020, 312(02):142.

[4]沈文军.大跨径预应力连续梁桥线性控制保证应力体系关键技术[J].造纸装备及材料,2021,24(14):13-14.