鄧志成

（香格里拉市交通運(yùn)輸局，云南 香格里拉650199）

1 引言

下承式鋼管混凝土拱橋被廣泛應(yīng)用于我國路橋工程中，因?yàn)槠湓煨兔烙^和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔等特點(diǎn)被大眾接受，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，下承式鋼管混凝土拱橋在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的投入也越來越多，但是其穩(wěn)定性不強(qiáng)的缺陷也逐漸暴露出來，為了增強(qiáng)下承式鋼管混凝土拱橋的穩(wěn)定性，需要在施工過程中進(jìn)行監(jiān)控，本文即對(duì)施工監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行研究和闡述。

2 鋼管混凝土拱橋概述

鋼管混凝土拱橋技術(shù)于20世紀(jì)90年代引入我國，由于改革開放的深入，我國也加快了基礎(chǔ)建設(shè)的進(jìn)程，由于鋼筋混凝土拱橋適用于我國多數(shù)地區(qū)，在我國的項(xiàng)目數(shù)量逐漸增多。一般來說，鋼管混凝土拱橋按照受力形式可以分為上承式、下承式和中承式3種。上承式比較特殊，較難看到；下承式鋼管混凝土拱橋較為常見。一般來說，下承式拱橋的組成部分包含系桿，因此，又被稱為下承式鋼管混凝土系桿拱橋，適用于一些地質(zhì)條件較差和橋梁高度有限制的情況下，需要注意的是，下承式拱橋的截面只能是肋型[1]。

3 下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工方法

首先是支架施工法，這種方法適用于中小型拱橋，在下承式鋼管混凝土系桿拱橋中應(yīng)用較多，其關(guān)鍵點(diǎn)在于拱架的搭設(shè)質(zhì)量，雖然其施工較為簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性也較高，但是成本較高，且需要投入大量的人力，所以，逐漸不再采用。其次是纜索吊裝法，這是一種無支架的施工方法，施工過程主要由運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行分段式施工，從兩邊向中間來逐漸吊裝，適應(yīng)性和靈活性都較強(qiáng)，也是目前大多數(shù)拱橋的施工方式。

4 施工控制工作的內(nèi)容

4.1 設(shè)計(jì)復(fù)核

一般來說，首先要對(duì)工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行復(fù)核，即在工程施工過程中，每施工完成一個(gè)環(huán)節(jié)都要對(duì)其工況進(jìn)行復(fù)核，確保每個(gè)步驟的施工質(zhì)量。這一階段主要是強(qiáng)化施工人員對(duì)設(shè)計(jì)方案的理解，并對(duì)拱橋結(jié)構(gòu)的受力特性進(jìn)行審核，確定檢測(cè)點(diǎn)的位置。

4.2 施工組織審查及安全性分析

現(xiàn)代的拱橋工程因?yàn)樵谑┕し椒ê凸に嚿隙加泻艽蟮母倪M(jìn)，目前使用的施工工藝是分段法，該方法的難度較大，且對(duì)工程的安全與結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能都有很大的影響，所以，在控制工作中，需要對(duì)施工組織進(jìn)行審核，對(duì)各種吊裝設(shè)備的安全性能進(jìn)行研究和分析。

4.3 施工初始狀態(tài)

在施工監(jiān)控過程中，施工初始狀態(tài)的確定是一項(xiàng)重要工作，因?yàn)樵O(shè)計(jì)方案中呈現(xiàn)的是工程竣工后的樣式，為了更好地對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的線形以及受力狀態(tài)進(jìn)行分析，還需要確定結(jié)構(gòu)受力的初始狀態(tài)。

4.4 對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)以及應(yīng)力的控制

上述準(zhǔn)備工作做好后，需要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的變形情況、應(yīng)力情況、穩(wěn)定性3個(gè)方面進(jìn)行控制。在施工過程中，還要對(duì)各種施工過程中的吊桿張拉力、結(jié)構(gòu)應(yīng)力、標(biāo)高以及溫度等方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，做好檢測(cè)值與理論值的對(duì)比，并分析誤差原因，采取處理措施，使最后得到的參數(shù)更加精確。一般來說，要針對(duì)拱橋系梁線形、拱肋線形、應(yīng)力、拱橋吊桿索力進(jìn)行深入研究和控制。

5 下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)測(cè)內(nèi)容

5.1 下承式鋼管混凝土系桿拱橋系梁線形監(jiān)控

一般來說，為了滿足工程設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)要求，需要對(duì)系梁截面的尺寸進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，并測(cè)量模板的撓度，為后續(xù)施工過程中調(diào)整底模標(biāo)高時(shí)提供數(shù)據(jù)。進(jìn)行上述過程后，系梁的每一個(gè)澆筑梁端都要進(jìn)行標(biāo)高復(fù)核，保證定位過程的精確性。上述測(cè)量和標(biāo)高控制過程必須保證數(shù)據(jù)的精確度，避免因誤差導(dǎo)致工程質(zhì)量問題。

5.2 下承式鋼管混凝土系桿拱橋拱肋線形監(jiān)控

一般來說，會(huì)選擇對(duì)拱肋的拱腳、中點(diǎn)處以及1/4點(diǎn)處進(jìn)行分析，需要監(jiān)控人員對(duì)下管下緣、上管上緣進(jìn)行監(jiān)控，并且要充分考慮預(yù)拱度以及標(biāo)志點(diǎn)的三維坐標(biāo)。完成上述測(cè)量工作后，需要借助全站儀進(jìn)行施工放樣，最后直接進(jìn)行測(cè)量。需要注意的是，為了滿足監(jiān)控要求，減小測(cè)量過程中的誤差，需要反復(fù)進(jìn)行上述步驟，直至誤差在允許范圍內(nèi)。

5.3 下承式鋼管混凝土系桿拱橋應(yīng)力監(jiān)測(cè)

在對(duì)拱橋的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過程中，需要選取最不利受力截面，對(duì)該截面的受力進(jìn)行分析計(jì)算。計(jì)算過程要分多個(gè)階段進(jìn)行，并與工程施工階段相對(duì)應(yīng)，為了保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確性，需要監(jiān)控人員多安放幾個(gè)應(yīng)力變化測(cè)試儀，然后再將每一個(gè)應(yīng)力測(cè)試儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，分析不同施工階段結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化情況。一般來說，上述應(yīng)力測(cè)試方式不僅可以運(yùn)用在對(duì)拱橋施工的質(zhì)量監(jiān)測(cè)中，還可以在工程竣工以及施工期間進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控其應(yīng)力參數(shù)的變化。

5.4 下承式鋼管混凝土系桿拱橋應(yīng)力測(cè)試注意事項(xiàng)

因?yàn)槭┕ぶ杏玫降牟牧洗蠖紴榛炷敛牧?，?huì)受到施工狀況參數(shù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、預(yù)應(yīng)力損失、溫度、濕度、結(jié)構(gòu)模板等一系列因素的影響，并且因?yàn)閷?shí)際情況往往不同于預(yù)期情況，所以，在應(yīng)力計(jì)算過程中也無法精確地將結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況反映出來，存在有較大的誤差。為了減小上述誤差，需要在進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)的時(shí)候，增加誤差處理環(huán)節(jié)，利用系統(tǒng)識(shí)別方式和誤差分析方式減小誤差量，使測(cè)試結(jié)果盡可能地接近實(shí)際情況，使工作人員獲得相對(duì)精確的數(shù)據(jù)。需要注意的是，應(yīng)力測(cè)試點(diǎn)一般要布置在拱腳、L/8、L/4、L/2、3L/4、7L/8（L為橋拱跨度）的位置，這樣得到的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，受到的影響也較小[2]。

5.5 下承式鋼管混凝土系桿拱橋索力監(jiān)控

下承式鋼管混凝土系桿拱橋中最重要的組成部分之一就是吊桿，所以，對(duì)吊桿進(jìn)行監(jiān)控有重要意義。一般來說，在吊桿索力的監(jiān)控中雖然有多種方法，但是頻率法是目前最常用的一種監(jiān)測(cè)方法。應(yīng)用頻率法時(shí)，首先需要在吊桿的錨環(huán)下安置好壓力傳感器，作為驗(yàn)算措施使用。其次，要建立吊桿拉力以及吊桿振動(dòng)頻率之間的數(shù)學(xué)模型，該步驟需要在測(cè)量好吊桿長度以及分部質(zhì)量等參數(shù)進(jìn)行，并在吊桿上安置拾振器，并獲取在環(huán)境振動(dòng)激勵(lì)情況發(fā)出的振動(dòng)信號(hào)，將信號(hào)放大之后或者利用數(shù)模轉(zhuǎn)換得到吊桿震動(dòng)的頻率，并根據(jù)上述數(shù)學(xué)模型測(cè)得吊桿的拉力。需要注意的是，為了增強(qiáng)精確度，需要靈敏度較高的拾振器。

6 結(jié)語

下承式鋼筋混凝土的系梁線形、拱肋線形、應(yīng)力、拱橋吊桿索力等一系列參數(shù)都極大地影響了拱橋的穩(wěn)定性，所以，在監(jiān)控過程中需要對(duì)上述內(nèi)容做好控制與檢測(cè)工作，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理，只有做好這些參數(shù)方面的監(jiān)控措施，下承式鋼管混凝土拱橋的使用壽命才能延長，達(dá)到安全穩(wěn)定的狀態(tài)。