【摘要】预应力混凝土连续梁桥采取悬臂浇注法施工，施工中存在难以避免的误差，须要进行桥梁施工监测与把持。以大跨度变截面预应力混凝土连续箱梁桥为背景，先容了预应力混凝土连续梁桥施工监控的目标、内容、施工监控细则和施工误差调剂策略，为大跨度预应力持续梁桥的安全施工和公道成桥状态供给技巧领导根据。
【要害词】 预应力混凝土持续梁，施工监控，应力监控，挠度监控
【Abstract】It is difficult to avoid errors during theconstruction of prestressed continuous concrete bridge with the method of cantilever casting. Thus we need to monitor and control bridge construction. In this article ,with the background of the construction of a large-span prestressed concrete continuous varying section box girder bridge, introduced the purposes, contents, details of construction monitoring and the strategies to adjust the construction error of the construction monitoring，and provided the technical guidance for constructing bridge safely and completing the bridge in a reasonable state.
【Key words】Prestressed continuous concrete beam；Construction monitoring；Stress monitoring；Deflection monitoring
变截面预应力混凝土连续箱梁桥作为一种结构刚度大、跨越才能大的桥型，在桥梁建设中具有普遍的发展远景。连续梁的分段悬臂浇筑法是目前国内外大跨径预应力混凝土桥梁的重要施工办法，但在施工过程中的诸多因素（如:混凝土弹性模量，浇筑主梁混凝土超方量及单T两着重量不平衡，混凝土压缩、徐变，桥梁施工临时荷载，挂篮的变形特点，结构系统转换和合龙等）都会影响桥梁结构线形及内力方面与设计呈现偏差。当上述因素与设计不符，而且不能及时辨认引起控制目的偏离的真正原因时，必定导致在以后阶段的悬臂施工中采用过错的纠偏办法，引起误差积聚［1］。因此，需要对挂篮悬臂浇筑施工过程进行监控，制订有效合理的施工监控计划一方面可确保桥梁结构在施工及成桥后受力合理，以使得桥梁结构的成桥线形到达设计状态和请求；另一方面可确保悬臂浇筑施工过程中结构的稳定和安全，以使得全部施工过程安全顺利的进行。
1. 工程概况某主线桥平面位于R=700m圆曲线上，主桥采用45m+2×80m+45m四跨变截面预应力混凝土连续箱梁结构，上部箱梁采用单箱双室截面，变高梁段箱梁底板高低缘均为1.8次抛物线。箱梁顶宽16.5m，底宽9.1m，根部梁高4.8m，跨中2.3m，腹板厚40～60cm，墩顶处箱梁顶板厚60cm，其余处箱梁顶板厚28cm，底板为25～55cm，采用挂篮悬臂浇筑法施工。
2. 施工监控内容大跨桥梁施工节制是一项体系工程，具体而言就是对桥梁上部结构悬臂浇注施工的过程进行应力、变形及稳固性等的监测与掌握，其施工监控工作具体包含：
（1）对桥梁设计的进一步剖析复核，确保桥梁施工进程及成桥状况的受力与变形符合现行规范请求；
（2）在上部结构正式施工前，对施工组织进行具体审查，对施工计划的安全性进行分析，特殊是对挂篮悬浇、施工支架及墩梁固结设施等的复核与安全性分析；
（3）大跨度桥梁的施工均采取分阶段逐步完成的施工方式，为到达成桥的线形和受力状况，需断定与设计成桥状况相应的公道施工初始状态。
 ,; （4）对施工过程的结构变形、应力及稳固性进行监测，确保施工过程结构受力及几何形态处于受控状态。
3. 施工监控细则
3.1桥梁结构复核。对挂篮悬臂浇注施工的预应力混凝土持续箱梁构造，须要进行以下几个方面的基本性剖析盘算，以确保施工进程安全及施工把持参数的正确性。
（1）施工过程结构应力验算；
（2）成桥正常应用状态下构造应力及变形验算；
（3）成桥极限承载状态下结构强度验算；
（4）施工过程桥梁变形分析，以肯定设计预拱度。
3.2预拱度设置。对于悬臂浇注施工的预应力混凝土桥梁，其线形调剂重要是通过设置公道的预拱度来实现的。因此，线形节制的要害在于剖析预拱度的组成以及断定各组成的取值。预拱度把持主梁悬浇段的各节段立模标高可按下式肯定: Hi = H0 + fi + f挂篮 + 1/2fp ,; （1）
式中: Hi――待浇筑段主梁底板前端立模标高；H0 ――该点设计标高；fi ――该施工阶段及以后各施工阶段对该点挠度影响值，该值包含恒载、移动荷载、徐变、系统转化、预加应力等影响；f挂篮――本节段的挂篮变形值，由加载实验供给；fp ――活载作用下发生的挠度。上述各参数在有限元分析基本上，依据实测信息，对计算预拱度进行调剂和猜测，肯定{zj0}预拱度［2,3］。
3.3线形监控。通过对悬臂浇筑挂篮变形及主梁线形进行监测，可以控制悬臂浇筑挂篮系统的变形情况，从变形上来断定挂篮结构的工作性能及安全状态；可检讨施工好的混凝土主梁的线形同设计目的线形间的差别情形；还可积聚混凝土梁施工过程中悬臂浇筑挂篮的变形材料和混凝土主梁的变形材料，为下阶段主梁预拱度的设置供给参考，为线形控制服务。因此需进行的监测项目重要包括：挂篮结构、混凝土主梁标高、混凝土主梁中线。
3.3.1线形测点安排及方式。为进行线形监测与掌握，需要选择适合的测量控制点，并在模板、混凝土梁段及挂篮的要害位置设置观测点。采用几何水准办法（水准仪＋水准尺）对悬臂浇筑过程各测点的变形情形进行监测，依据标高的变化情况，来推算挂篮和混凝土主梁的变形。测量时应避开温差较大的时段。悬臂浇注正式施工前，应首先断定同一的变形监测网，变形监测基准点埋设在稳固的处所。依据地面基准点，再将基准点引至每一墩顶箱梁0号块底板与顶板。底板作为立模高程控制点，顶板作为挠度监测工作点，并做好显明的红色标识。悬臂浇注施工过程中，一般在底模板前端选3个特点位置，以控制施工立模误差。为了进行悬臂浇筑挂篮在混凝土自重作用下的变形测量，需要对主桁架、底篮及行走滑道的标高进行测量。在主桁架前吊杆上锚固位置、底篮前吊杆下锚固位置及行走滑道的前、中、后位置安排变形测点，横向与两主桁架的地位相对应。对于各施工节段，沿纵向，在各施工节段悬臂前端及0号块中间、前端设置测点；沿横向，在腹板顶板相交处、顶板中部设置测点。各测点采用约30cm长的短钢筋，要求钢筋头露出浇注好的桥面约2～3cm，并请求将露出桥面部分均用油漆涂成红色并编号。悬臂浇筑挂篮施工混凝土桥梁的线形如图2所示。 图2悬浇施工混凝土主梁线形测点安排示意图
 ,; 3.3.2线形丈量工况。在采用挂篮进行各孔悬浇施工时，从线形掌握的角度动身，共设置了如下的测量工况
(1)立模后；(2)钢筋绑扎后；(3)混凝土浇筑后；(4)预应力张拉前；(5)预应力张拉后；(6)脱模后；(7)挂篮行走后。
3.4主梁截面应力监测。为了控制挂篮悬臂浇筑施工混凝土箱梁的应力随施工进程的变更情形及确保混凝土箱梁受力的安全性和合理性，有必要对挂篮悬臂浇筑施工混凝土箱梁的应力进行监测与节制。
3.4.1应力监测方式。采用钢弦式应力计对混凝土桥梁结构的应力进行测试，通过丈量测点应变换算应力值。对于钢弦式应力计，是应用内腔中钢弦频率的变更来反应被测物体的应变。钢弦式应力计的输出信号为钢弦的振动频率，其与应变的关系如式（2）。f=12lσρ =12lEｇερ（2）对于混凝土结构，采取钢弦式应力计测得的是总应变，其包含了非应力应变成分，要得到被测地位的真实应力，必需正确扣除非应力应变。而非应力应变又因测量对象及丈量地位的不同而异。其应力测量的盘算公式如下：σ=E(εT-εｕ)（3）
式中：σ――荷载作用下被测结构测点的应力；E――被测构造资料的弹性模量；εT――应力计直接测得的应变；εｕ――各非应力应变成分的总和。对于埋进混凝土中与粘贴在混凝土表面的应力计而言， 的组成可分辨由表达式（4）、（5）给出：εｕ=εc+εs+εt=εc+εs+αΔt （4）εｕ=εtαΔt （5）
式中：εt――温度变更引起的资料变形量；α――钢材的线膨胀系数；Δt――温度变化量； εc、 εs――分辨为混凝土徐变和压缩引起的非应力应变成分。在采用钢弦式仪器进行结构的应力测试中，须要特殊注意的是温度对测试成果的影响，在应力盘算时须将温变引起的自由应变予以扣除。因此，从温度对钢弦式进行应力测试影响的角度斟酌，每个钢弦式应力计都必需配置一个温度传感器。 相关的主题文章：
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【Key words】Prestressed continuous concrete beam；Construction monitoring；Stress monitoring；Deflection monitoring
变截面预应力混凝土连续箱梁桥作为一种结构刚度大、跨越才能大的桥型，在桥梁建设中具有普遍的发展远景。连续梁的分段悬臂浇筑法是目前国内外大跨径预应力混凝土桥梁的重要施工办法，但在施工过程中的诸多因素（如:混凝土弹性模量，浇筑主梁混凝土超方量及单T两着重量不平衡，混凝土压缩、徐变，桥梁施工临时荷载，挂篮的变形特点，结构系统转换和合龙等）都会影响桥梁结构线形及内力方面与设计呈现偏差。当上述因素与设计不符，而且不能及时辨认引起控制目的偏离的真正原因时，必定导致在以后阶段的悬臂施工中采用过错的纠偏办法，引起误差积聚［1］。因此，需要对挂篮悬臂浇筑施工过程进行监控，制订有效合理的施工监控计划一方面可确保桥梁结构在施工及成桥后受力合理，以使得桥梁结构的成桥线形到达设计状态和请求；另一方面可确保悬臂浇筑施工过程中结构的稳定和安全，以使得全部施工过程安全顺利的进行。
1. 工程概况某主线桥平面位于R=700m圆曲线上，主桥采用45m+2×80m+45m四跨变截面预应力混凝土连续箱梁结构，上部箱梁采用单箱双室截面，变高梁段箱梁底板高低缘均为1.8次抛物线。箱梁顶宽16.5m，底宽9.1m，根部梁高4.8m，跨中2.3m，腹板厚40～60cm，墩顶处箱梁顶板厚60cm，其余处箱梁顶板厚28cm，底板为25～55cm，采用挂篮悬臂浇筑法施工。
2. 施工监控内容大跨桥梁施工节制是一项体系工程，具体而言就是对桥梁上部结构悬臂浇注施工的过程进行应力、变形及稳固性等的监测与掌握，其施工监控工作具体包含：
（1）对桥梁设计的进一步剖析复核，确保桥梁施工进程及成桥状况的受力与变形符合现行规范请求；
（2）在上部结构正式施工前，对施工组织进行具体审查，对施工计划的安全性进行分析，特殊是对挂篮悬浇、施工支架及墩梁固结设施等的复核与安全性分析；
（3）大跨度桥梁的施工均采取分阶段逐步完成的施工方式，为到达成桥的线形和受力状况，需断定与设计成桥状况相应的公道施工初始状态。
 ,; （4）对施工过程的结构变形、应力及稳固性进行监测，确保施工过程结构受力及几何形态处于受控状态。
3. 施工监控细则
3.1桥梁结构复核。对挂篮悬臂浇注施工的预应力混凝土持续箱梁构造，须要进行以下几个方面的基本性剖析盘算，以确保施工进程安全及施工把持参数的正确性。
（1）施工过程结构应力验算；
（2）成桥正常应用状态下构造应力及变形验算；
（3）成桥极限承载状态下结构强度验算；
（4）施工过程桥梁变形分析，以肯定设计预拱度。
3.2预拱度设置。对于悬臂浇注施工的预应力混凝土桥梁，其线形调剂重要是通过设置公道的预拱度来实现的。因此，线形节制的要害在于剖析预拱度的组成以及断定各组成的取值。预拱度把持主梁悬浇段的各节段立模标高可按下式肯定: Hi = H0 + fi + f挂篮 + 1/2fp ,; （1）
式中: Hi――待浇筑段主梁底板前端立模标高；H0 ――该点设计标高；fi ――该施工阶段及以后各施工阶段对该点挠度影响值，该值包含恒载、移动荷载、徐变、系统转化、预加应力等影响；f挂篮――本节段的挂篮变形值，由加载实验供给；fp ――活载作用下发生的挠度。上述各参数在有限元分析基本上，依据实测信息，对计算预拱度进行调剂和猜测，肯定{zj0}预拱度［2,3］。
3.3线形监控。通过对悬臂浇筑挂篮变形及主梁线形进行监测，可以控制悬臂浇筑挂篮系统的变形情况，从变形上来断定挂篮结构的工作性能及安全状态；可检讨施工好的混凝土主梁的线形同设计目的线形间的差别情形；还可积聚混凝土梁施工过程中悬臂浇筑挂篮的变形材料和混凝土主梁的变形材料，为下阶段主梁预拱度的设置供给参考，为线形控制服务。因此需进行的监测项目重要包括：挂篮结构、混凝土主梁标高、混凝土主梁中线。
3.3.1线形测点安排及方式。为进行线形监测与掌握，需要选择适合的测量控制点，并在模板、混凝土梁段及挂篮的要害位置设置观测点。采用几何水准办法（水准仪＋水准尺）对悬臂浇筑过程各测点的变形情形进行监测，依据标高的变化情况，来推算挂篮和混凝土主梁的变形。测量时应避开温差较大的时段。悬臂浇注正式施工前，应首先断定同一的变形监测网，变形监测基准点埋设在稳固的处所。依据地面基准点，再将基准点引至每一墩顶箱梁0号块底板与顶板。底板作为立模高程控制点，顶板作为挠度监测工作点，并做好显明的红色标识。悬臂浇注施工过程中，一般在底模板前端选3个特点位置，以控制施工立模误差。为了进行悬臂浇筑挂篮在混凝土自重作用下的变形测量，需要对主桁架、底篮及行走滑道的标高进行测量。在主桁架前吊杆上锚固位置、底篮前吊杆下锚固位置及行走滑道的前、中、后位置安排变形测点，横向与两主桁架的地位相对应。对于各施工节段，沿纵向，在各施工节段悬臂前端及0号块中间、前端设置测点；沿横向，在腹板顶板相交处、顶板中部设置测点。各测点采用约30cm长的短钢筋，要求钢筋头露出浇注好的桥面约2～3cm，并请求将露出桥面部分均用油漆涂成红色并编号。悬臂浇筑挂篮施工混凝土桥梁的线形如图2所示。 图2悬浇施工混凝土主梁线形测点安排示意图
 ,; 3.3.2线形丈量工况。在采用挂篮进行各孔悬浇施工时，从线形掌握的角度动身，共设置了如下的测量工况
(1)立模后；(2)钢筋绑扎后；(3)混凝土浇筑后；(4)预应力张拉前；(5)预应力张拉后；(6)脱模后；(7)挂篮行走后。
3.4主梁截面应力监测。为了控制挂篮悬臂浇筑施工混凝土箱梁的应力随施工进程的变更情形及确保混凝土箱梁受力的安全性和合理性，有必要对挂篮悬臂浇筑施工混凝土箱梁的应力进行监测与节制。
3.4.1应力监测方式。采用钢弦式应力计对混凝土桥梁结构的应力进行测试，通过丈量测点应变换算应力值。对于钢弦式应力计，是应用内腔中钢弦频率的变更来反应被测物体的应变。钢弦式应力计的输出信号为钢弦的振动频率，其与应变的关系如式（2）。f=12lσρ =12lEｇερ（2）对于混凝土结构，采取钢弦式应力计测得的是总应变，其包含了非应力应变成分，要得到被测地位的真实应力，必需正确扣除非应力应变。而非应力应变又因测量对象及丈量地位的不同而异。其应力测量的盘算公式如下：σ=E(εT-εｕ)（3）
式中：σ――荷载作用下被测结构测点的应力；E――被测构造资料的弹性模量；εT――应力计直接测得的应变；εｕ――各非应力应变成分的总和。对于埋进混凝土中与粘贴在混凝土表面的应力计而言， 的组成可分辨由表达式（4）、（5）给出：εｕ=εc+εs+εt=εc+εs+αΔt （4）εｕ=εtαΔt （5）
式中：εt――温度变更引起的资料变形量；α――钢材的线膨胀系数；Δt――温度变化量； εc、 εs――分辨为混凝土徐变和压缩引起的非应力应变成分。在采用钢弦式仪器进行结构的应力测试中，须要特殊注意的是温度对测试成果的影响，在应力盘算时须将温变引起的自由应变予以扣除。因此，从温度对钢弦式进行应力测试影响的角度斟酌，每个钢弦式应力计都必需配置一个温度传感器。 相关的主题文章：
