陳勝

（大連理工大學土木建筑設計研究院有限公司 遼寧大連 116024）

0 引言

隨著我國施工技術的發(fā)展，我國的道路橋梁建設獲得了迅猛的發(fā)展。預應力混凝土橋梁是我國橋梁建設中較為常見的一種施工方式，它由于施工簡單、抗震作用好、橋梁變形小、舒適度高等成為大跨度公路橋梁的最佳選擇。預應力混凝土橋梁選擇連續(xù)施工中采用變截面的方式處理梁體內部的截面受力問題，施工過程中采用的混凝土澆筑量大，包括橋墩、支架、懸臂等，都為混凝土澆筑。澆筑的過程中容易發(fā)生倒塌。在以往的工程中，四川隆敘鐵路瀘州大橋、天興洲大橋公路、天興洲大橋鐵路、深圳鹽壩高速、京福高速連接線、綏芬河新華立交橋等大橋在施工中都出現(xiàn)過連續(xù)橋梁施工梁體坍塌事故，造成多人傷亡及經濟損失。研究大跨度預應力混凝土連續(xù)橋梁施工監(jiān)控對預防施工事故的發(fā)生有著重要的意義。

1 連續(xù)橋梁施工的影響因素

1.1 截面參數

對大跨度預應力混凝土連續(xù)橋梁施工而言，截面參數對于施工截面尺寸的影響較大。截面參數的誤差，如慣性矩誤差、截面面積誤差等，都易加劇梁體結構內部變形或影響內力狀態(tài)的變化。因此，截面參數的動態(tài)監(jiān)控就顯得必不可少。通過動態(tài)監(jiān)控截面參數，可及時的了解截面參數的誤差，并及時的糾正誤差，已到達控制連續(xù)橋梁施工中內部結構的形變的目的。

1.2 材料參數

不同的施工材料有著不同的屬性。對于橋梁結構而言，施工材料的彈性模量屬性直接影響著混凝土施工的質量。預應力混凝土施工后受環(huán)境因素、施工技術影響本身彈性模量可變性較大，因此更需要監(jiān)控施工材料參數，通過分析施工材料參數變化分析混凝土彈性模量的變化，在施工中按照混凝土實際的彈性模量值和變化情況應對及處理，從而減少混凝土彈性變化對于梁體結構造成的施工安全隱患。

1.3 溫度參數

溫度是影響預應力混凝土內部結構變化的重要因素?；炷两Y構施工后因內外部結構發(fā)生溫差，加上水泥水化熱的影響，混凝土會產生收縮和徐變?；炷两Y構的收縮和徐變可能會導致橋梁結構內部或表面產生裂縫，加劇預應力混凝土橋體結構的變形，從而影響橋體結構的可靠性、穩(wěn)定性、安全性。

1.4 荷載參數

大跨度預應力混凝土連續(xù)橋梁結構具有較大的自重，特別是結構構件較大的橋體部分，自重較大。此外，在施工過程中，橋體上堆放的施工材料、施工人員、施工設備等這些都會加劇橋體結構的荷載。荷載變化在施工過程中處于變化狀態(tài)。了解橋體結構的荷載參數，分析由于材料、人員等這些容重造成的荷載變化及其荷載變化關系，有助于更加精準的了解施工過程中混凝土應該增加的預應力。

2 施工監(jiān)控的流程和方法

2.1 施工監(jiān)控的流程

大跨度預應力混凝土連續(xù)橋梁施工流程為：施工測量→施工參數識別→施工修正→預告→施工循環(huán)。由于大跨度預應力混凝土連續(xù)橋梁施工主要的控制對象為主梁的標高和內力，控制管理主梁標高和內力的基礎就是信息采集，在通過識別軟件對采集的信息進行識別和修正，將這些參數應用到具體的施工管控和應急預案制定之中去，為施工管控提供參考和決策的依據。

2.2 施工方法

大跨度預應力混凝土連續(xù)橋梁施工監(jiān)控主要應用信息監(jiān)控技術、信息管理技術等實現(xiàn)對于信息的采集與具體的監(jiān)測管理。首先，信息采集需要在混凝土連續(xù)橋梁梁體上安裝上智能傳感器作為監(jiān)控系統(tǒng)的終端設備，以便于實時的對施工狀態(tài)進行監(jiān)控和信息采集。其次，應用仿真模擬技術、計算機控制技術等構建仿真模擬系統(tǒng)，對即時監(jiān)控和采集的信息進行分析處理，計算和總結下一個階段的施工參數。由于下一階段的施工參數來源于前一階段及已完成工程，因此這些參數對于下一個施工階段的施工方案有著重要的指導作用。這些依靠監(jiān)測后分析得出的施工參數有助于準確的分析梁體的受力狀態(tài)，對于后期施工的監(jiān)控管理奠定了良好的基礎。再者，后期施工要依據前期的施工參數作為決策依據，了解后期施工方案的有效性和精準性，通過將實際監(jiān)測分析得到的參數與計劃方案對比，用于全面分析方案的可行性，并在分析基礎上對原施工方案進行標高的調整，有助于提高標準的準確性。最后，應用監(jiān)控管理系統(tǒng)對大跨度預應力混凝土連續(xù)橋梁的結構參數進行計算分析，了解各個結算的施工誤差，分析梁體所受的恒載、移動荷載、徐變、體系轉化、預應力，結合各項參數對橋體懸臂標高、橋面線性、內力狀態(tài)等進行調整，提高施工過程中的安全性和可控狀態(tài)。

3 施工監(jiān)控案例

某高速公路橋為45m+3×64m+45m變截面預應力混凝土連續(xù)梁橋。該梁橋的設計寬度為26m，兩幅橋建設，中間部位預留寬度為1m的后澆帶，主橋單幅箱梁為單箱室截面。主梁支點處標高4m，跨中標高2m，梁底二次拋物線y=4f（L-x）×L2變化。設計箱底寬度為7.25m，箱頂寬度為13.25m，箱梁翼緣寬度橋內側、外側分別是2.5m和3.5m。箱梁應用三向預應力混凝土結構施工。結合工程概況，我認為該預應力混凝土連續(xù)梁橋施工監(jiān)控重點內容如下：

3.1 加強箱梁預應力的監(jiān)控

考慮到連梁在施工過程中截面上下緣的應力變化，建議在主梁懸澆的過程中按照靜定結構控制橋體截面，并在橋體截面部位安裝智能傳感器，實時監(jiān)測主梁截面的預應力，分析預應力變化，并結合監(jiān)測的信息對施工方案及時調整。懸臂施工時，主梁處的截面與0號快懸臂根部截面一致，具有同等的重要性。主梁合龍后，跨中段的截面成為參數成為又一重點控制內容。此外，設置在主梁截面部位的傳感器還可用于監(jiān)測混凝土內部的收縮和徐變，以及受溫度影響下內部結構的形變，橋體受荷載變化的現(xiàn)象等。通過綜合分析這些影響參數，可進一步對連續(xù)梁橋的設計限制進行多次調整，提高橋體結構在施工過程中的安全性和可靠性。

3.2 加強橋體的線性監(jiān)控

在連續(xù)梁橋的兩側設置大地監(jiān)控網點，基于交匯法和全站測儀檢測墩點的精確三維坐標，然后布置軸線對主梁進行標高和懸臂端梁的標點，在利用線性分析法對連續(xù)梁橋各段的標高進行調整，提高成橋線性的準確性，從而提高施工質量。

4 結語

連續(xù)橋梁施工監(jiān)控是隨時隨地了解大跨度預應力混凝土橋梁施工各個階段梁內力和變形參數的基礎條件。通過了解施工中發(fā)生的梁內力及變形數據，可以有效的對大跨度預應力混凝土連續(xù)橋梁施工狀態(tài)安全情況進行有效的評價，并結合安全評價的結果對施工做安全預警，不斷的規(guī)范和優(yōu)化連續(xù)橋梁施工中的設計要求，提高橋梁結構的安全系數，確保施工的安全和橋梁施工的質量，減少施工中事故的發(fā)生。因此，建議施工企業(yè)加強對于大跨度預應力混凝土連續(xù)橋梁施工中的動態(tài)監(jiān)控，強化施工中對于梁體結構健康狀況的數據管控。