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【摘要】本文对大跨度连续刚构桥内力和标高施工监控做了介绍，并详细介绍了内力监控点的布置和标高控制采用方法。根据实测参数和计算模型对比给出合理预拱度，保证桥梁线形和内力满足设计要求。
【关键词】连续刚构桥 施工监控 线性控制 应力监测
中图分类号：K928文献标识码： A
一、前言
随着交通事业的快速发展，连续刚构桥作为一种受力简明，施工工艺成熟的桥型在大中跨方案中广泛采用。连续刚构桥是一种多次超静定体系，施工过程中各种复杂的因素都有可能引起结构的几何形状及内力状况的改变。尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是由于施工过程的复杂性，事先难以精确估计结构的实际状态。通过在施工过程中对桥梁结构进行实时监测，可以根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应的调整。并且在已建结构偏离控制目标时及时调整下一阶段的挂篮定位标高，以保证结构线形的平顺，并监控实际内力分布，使箱梁始终处于安全受力范围内。
二、工程概况
某大桥主桥为预应力混凝土连续刚构，跨径布置为88+160+88米，由两个160米T组成对称结构，主桥总长为336米。箱梁顶宽12米，底宽6.5米，箱梁为单箱单室断面。箱梁根部梁高10米，跨中梁高3.5米，腹板厚度分别为0.7米和0.5米，底板厚度又中部的0.35米按1.6次抛物线变化至根部1.2米。箱梁采用纵向和竖向双向预应力结构，纵向预应力采用大吨位群锚体系，竖向预应力采用精轧螺纹钢筋锚固体系。
本桥平面位于直线，立面位于2.9%的纵坡上。公路等级二级，设计行车速度60Km/h，设计荷载为公路—I级。
三、大桥仿真计算
该大桥采用MIDAS/CIVIL建模进行有限元分析，采用正装分析法，即按照桥梁实际施工顺序，受力特征进行桥梁变形和内力分析。正装分析法能较好的考虑桥梁施工过程中跟时间历程有关的因素，诸如预应力损失、收缩、徐变等，为成桥线形提供计算依据。
模型将全桥划分为186个节点，171个单元，主梁采用梁单元模拟，如图3.1所示。计算考虑自重、预应力荷载、二期铺装、温度升降及混凝土收缩徐变等因素。
图3.1 有限元模型
四、大桥施工监控
本桥主梁采用对称悬臂浇筑施工，为了保证大桥变形和内力处于受控状态，须对桥梁整体线形监控、主梁受力变形进行严格监控。
4.1 应力监测
4.1.1监测断面选择
根据主桥特点，选择箱梁的根部，L/4、L/2，边跨现浇段附近等截面布置应力测点，主要观察在施工过程中这些截面的应力变化与应力分布情况。应力计按预定的测试方向固定在主筋上，测试导线引至混凝土表面。通过实时跟踪分析，在计入误差和变量调整分析之后，可以提供最优可调变量的调整方案，每阶段直至竣工后结构的实际状态。同时可根据当前施工阶段向前计算至竣工，预告今后施工可能出现的状态并预报下一阶段当前已安装构件或即安装的构件是否出现不满足强度要求的状态，以确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整。主梁监测截面布置图如下：
图4.1 主梁应力监测截面示意图
4.1.2 断面测点布置
选定箱梁根部截面、L/4截面和L/2截面布置测点，A-A（包括A1-A1、A2-A2截面）截面布置10个测点；B-B截面布置12个测点；C-C截面布置8个测点，顶板和底板各布置三个，腹板左右各布置三个。
C-C截面：
A-A截面：
B-B截面：
图4.2 主梁截面应力测点布置图
根据对多种应力测试仪器性能的比较，考虑到要适合长期观察并能保证足够的精度，故选用质量高的埋入式混凝土应变计和配套的综合频率接收仪作为应力观测仪器，该应变计的温度误差小、性能稳定、抗干扰能力强，特别适合于应力长期观测。
图4.3 YKMS-2101综合测试仪
4.2 线形监控
线形监控室桥梁成桥的关键，也是施工控制的重要环节。桥梁高程监测与控制，是线形监控的重中之重。
4.2.1高程监控点的布设
该桥高程监控在距每一悬浇段端部顶端左中右三个位置预埋高度3cm左右钢筋头，作为顶面高程监测点。选择箱梁底板左中右三个位置作为底板高程监测点。顶板高程基准点位于箱梁顶板墩顶预埋钢筋头处，底板高程基准点位于人洞处，并凃红色油漆示意。在施工过程中，没浇筑三个节段，对高程基准点进行一次复核。
4.2.2 立模标高确定
大跨径连续刚构桥高程的监控目的在于对挠度的监控，使其合拢精度在可控范围内。悬浇段前端标高的给定应考虑温差、收缩徐变、挂篮变形、梁端自重、预应力荷载效应、结构体系转换、施工荷载等因素后计算求得，箱梁个悬浇段前段立模标高的确定如下：
式中：Hi为浇筑前空挂篮底模顶端标高；H0为待浇筑段底板设计标高；为阶段预拱度；为挂篮弹性变形量；为立模标高调整值。
4.2.3 高程控制方法
本桥主梁高程测点布置如上文所述，在每一节段施工完成后，通过分析前一階段高程变化数据，给出本节段梁端高程。每一节段具体方法如下：
调整模板高程，浇筑混凝土前复测模板底板高程，复测点选择底模左中右三个。浇筑混凝土，并在浇筑梁段顶板前段埋入钢筋头，作为测量顶板高程的监测点。张拉预应力前，测量现浇箱梁底板高程（左中右三个点）、顶板控制点高程（预埋钢筋头）。预应力束张拉后，复测箱梁底板、顶板控制点高程并核对预埋钢筋头长度。
以某号块为例计算如下：
块段 复核立模标高 浇筑后底模标高 张拉后底板标高 张拉前顶板钢筋头标高 张拉后顶板钢筋头标高 底板设计标高
某号块
（小桩号） 924.766 924.760 924.762 932.092 932.095 924.703
某号块
（大桩号） 926.321 926.316 926.318 933.692 933.632 926.240
通过立模标高、张拉后实际标高、设计标高的对比，给出下一阶段立模标高调整值，在计算立模标高，具体方法采用4.2.2中公式。
五、结语
（1）在监控过程中，应注意对桥墩沉降进行监测，及时复核墩顶基准点标高，直至合拢。
（2）预先埋入钢筋头不宜过长，以免后续施工扰动钢筋头高程。
（3）在箱梁顶板高程监控时，应对前一号块进行复测，即在测量N号块张拉后标高时，对N-1号块高程进行复测，并和先前测定值进行对比。将分析结果应用到下一阶段立模标高调整值中。
参考文献
[1]大跨度连续刚构桥施工监控 张志林 科学技术与工程 2010.8
[2]大跨度混凝土连续刚构桥的标高控制 郑秋芳 广东土木与建筑 2007.3
[3]大跨度桥梁施工控制 徐君兰 人民交通出版社
[4]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）
【关键词】连续刚构桥 施工监控 线性控制 应力监测
中图分类号：K928文献标识码： A
一、前言
随着交通事业的快速发展，连续刚构桥作为一种受力简明，施工工艺成熟的桥型在大中跨方案中广泛采用。连续刚构桥是一种多次超静定体系，施工过程中各种复杂的因素都有可能引起结构的几何形状及内力状况的改变。尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是由于施工过程的复杂性，事先难以精确估计结构的实际状态。通过在施工过程中对桥梁结构进行实时监测，可以根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应的调整。并且在已建结构偏离控制目标时及时调整下一阶段的挂篮定位标高，以保证结构线形的平顺，并监控实际内力分布，使箱梁始终处于安全受力范围内。
二、工程概况
某大桥主桥为预应力混凝土连续刚构，跨径布置为88+160+88米，由两个160米T组成对称结构，主桥总长为336米。箱梁顶宽12米，底宽6.5米，箱梁为单箱单室断面。箱梁根部梁高10米，跨中梁高3.5米，腹板厚度分别为0.7米和0.5米，底板厚度又中部的0.35米按1.6次抛物线变化至根部1.2米。箱梁采用纵向和竖向双向预应力结构，纵向预应力采用大吨位群锚体系，竖向预应力采用精轧螺纹钢筋锚固体系。
本桥平面位于直线，立面位于2.9%的纵坡上。公路等级二级，设计行车速度60Km/h，设计荷载为公路—I级。
三、大桥仿真计算
该大桥采用MIDAS/CIVIL建模进行有限元分析，采用正装分析法，即按照桥梁实际施工顺序，受力特征进行桥梁变形和内力分析。正装分析法能较好的考虑桥梁施工过程中跟时间历程有关的因素，诸如预应力损失、收缩、徐变等，为成桥线形提供计算依据。
模型将全桥划分为186个节点，171个单元，主梁采用梁单元模拟，如图3.1所示。计算考虑自重、预应力荷载、二期铺装、温度升降及混凝土收缩徐变等因素。
图3.1 有限元模型
四、大桥施工监控
本桥主梁采用对称悬臂浇筑施工，为了保证大桥变形和内力处于受控状态，须对桥梁整体线形监控、主梁受力变形进行严格监控。
4.1 应力监测
4.1.1监测断面选择
根据主桥特点，选择箱梁的根部，L/4、L/2，边跨现浇段附近等截面布置应力测点，主要观察在施工过程中这些截面的应力变化与应力分布情况。应力计按预定的测试方向固定在主筋上，测试导线引至混凝土表面。通过实时跟踪分析，在计入误差和变量调整分析之后，可以提供最优可调变量的调整方案，每阶段直至竣工后结构的实际状态。同时可根据当前施工阶段向前计算至竣工，预告今后施工可能出现的状态并预报下一阶段当前已安装构件或即安装的构件是否出现不满足强度要求的状态，以确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整。主梁监测截面布置图如下：
图4.1 主梁应力监测截面示意图
4.1.2 断面测点布置
选定箱梁根部截面、L/4截面和L/2截面布置测点，A-A（包括A1-A1、A2-A2截面）截面布置10个测点；B-B截面布置12个测点；C-C截面布置8个测点，顶板和底板各布置三个，腹板左右各布置三个。
C-C截面：
A-A截面：
B-B截面：
图4.2 主梁截面应力测点布置图
根据对多种应力测试仪器性能的比较，考虑到要适合长期观察并能保证足够的精度，故选用质量高的埋入式混凝土应变计和配套的综合频率接收仪作为应力观测仪器，该应变计的温度误差小、性能稳定、抗干扰能力强，特别适合于应力长期观测。
图4.3 YKMS-2101综合测试仪
4.2 线形监控
线形监控室桥梁成桥的关键，也是施工控制的重要环节。桥梁高程监测与控制，是线形监控的重中之重。
4.2.1高程监控点的布设
该桥高程监控在距每一悬浇段端部顶端左中右三个位置预埋高度3cm左右钢筋头，作为顶面高程监测点。选择箱梁底板左中右三个位置作为底板高程监测点。顶板高程基准点位于箱梁顶板墩顶预埋钢筋头处，底板高程基准点位于人洞处，并凃红色油漆示意。在施工过程中，没浇筑三个节段，对高程基准点进行一次复核。
4.2.2 立模标高确定
大跨径连续刚构桥高程的监控目的在于对挠度的监控，使其合拢精度在可控范围内。悬浇段前端标高的给定应考虑温差、收缩徐变、挂篮变形、梁端自重、预应力荷载效应、结构体系转换、施工荷载等因素后计算求得，箱梁个悬浇段前段立模标高的确定如下：
式中：Hi为浇筑前空挂篮底模顶端标高；H0为待浇筑段底板设计标高；为阶段预拱度；为挂篮弹性变形量；为立模标高调整值。
4.2.3 高程控制方法
本桥主梁高程测点布置如上文所述，在每一节段施工完成后，通过分析前一階段高程变化数据，给出本节段梁端高程。每一节段具体方法如下：
调整模板高程，浇筑混凝土前复测模板底板高程，复测点选择底模左中右三个。浇筑混凝土，并在浇筑梁段顶板前段埋入钢筋头，作为测量顶板高程的监测点。张拉预应力前，测量现浇箱梁底板高程（左中右三个点）、顶板控制点高程（预埋钢筋头）。预应力束张拉后，复测箱梁底板、顶板控制点高程并核对预埋钢筋头长度。
以某号块为例计算如下：
块段 复核立模标高 浇筑后底模标高 张拉后底板标高 张拉前顶板钢筋头标高 张拉后顶板钢筋头标高 底板设计标高
某号块
（小桩号） 924.766 924.760 924.762 932.092 932.095 924.703
某号块
（大桩号） 926.321 926.316 926.318 933.692 933.632 926.240
通过立模标高、张拉后实际标高、设计标高的对比，给出下一阶段立模标高调整值，在计算立模标高，具体方法采用4.2.2中公式。
五、结语
（1）在监控过程中，应注意对桥墩沉降进行监测，及时复核墩顶基准点标高，直至合拢。
（2）预先埋入钢筋头不宜过长，以免后续施工扰动钢筋头高程。
（3）在箱梁顶板高程监控时，应对前一号块进行复测，即在测量N号块张拉后标高时，对N-1号块高程进行复测，并和先前测定值进行对比。将分析结果应用到下一阶段立模标高调整值中。
参考文献
[1]大跨度连续刚构桥施工监控 张志林 科学技术与工程 2010.8
[2]大跨度混凝土连续刚构桥的标高控制 郑秋芳 广东土木与建筑 2007.3
[3]大跨度桥梁施工控制 徐君兰 人民交通出版社
[4]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）