1、52某斜拉橋主橋施工應力監(jiān)測方案淺析熊偉峰1文勇2王鵬3（1.江西交通工程咨詢監(jiān)理中心南昌330008）（2.江西方興科技有限公司南昌330025）(3.景婺黃（常）高速公路建設項目辦公室景德鎮(zhèn)333000)摘要：飛云江三橋是一座鋼筋混凝土主梁獨塔雙索面斜拉橋，針對其施工特點，建立完善的施工控制體系和應力監(jiān)測方案，實現(xiàn)控制主梁線形平順、索塔結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)與設計預期相符合。本文介紹了應力監(jiān)測的一些基本做法。關鍵詞：橋梁工程；斜拉橋；施工；主

2、橋；應力；監(jiān)測0前言飛云江三橋主橋為獨塔雙索面預應力混凝土斜拉橋，結(jié)構(gòu)體系新穎復雜，結(jié)構(gòu)受力及施工過程處于嚴格不對稱狀態(tài)，由于斜拉橋設計與施工高度耦合，所采用的施工方法與成橋后的主梁線形及結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)密切相關，對其實施有效的施工控制是保證其圓滿成功修建的必要條件。1工程概況飛云江三橋位于溫州市瑞安飛云江出?？?，該主橋方案采用塔梁墩固結(jié)體系，為了滿足景觀設計的要求，主塔選用了雙曲變截面花瓶式空間結(jié)構(gòu)，塔高166m，主孔梁體為240＋170

3、＋60m的三跨一聯(lián)邊箱梁結(jié)構(gòu)，全寬36.8m（雙向六車道），梁中心高3.2m，頂板厚0.28m，底板厚0.4m，全橋共有236對拉索，主梁索距均為6m。2監(jiān)控機構(gòu)及運作斜拉橋施工監(jiān)控是一項包含測試和測量、計算與分析、預測與控制等多項復雜、技術含量較高的智能行為。為了確保設計、施工、監(jiān)理、監(jiān)控各方密切配合，使飛云江大橋施工控制順利實施，從組織上保證施工控制各步驟都有專人負責，確定了由業(yè)主、監(jiān)理、施工單位、設計單位和監(jiān)控單位人員組成的施工控

4、制領導小組和施工控制工作小組，并制定了施工監(jiān)控流程，使整個控制工作中的信息反饋、數(shù)據(jù)傳遞路徑暢通無阻。3監(jiān)控思路及內(nèi)容斜拉橋是一種橋面體系受壓、支撐體系受拉的高次超靜定結(jié)構(gòu)體系，而索塔是斜拉橋的主要承重構(gòu)件，也是一個受力中心。在斜拉橋索塔、主梁的實際施工過程中，由于各種結(jié)構(gòu)參數(shù)不可避免會與設計值存在差異，加之施工荷載等因素的不確定性，導致施工產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變位結(jié)果必然與索塔設計預期存在偏差。這類結(jié)構(gòu)參數(shù)偏差如不在施工過程中進行控制和調(diào)整

5、，則不僅會影響到索塔整體線形，甚至影響到成橋后橋梁的運營效果，并且會危及施工中的結(jié)構(gòu)安全。在飛云江三橋施工控制中，把成橋狀態(tài)（成橋三年后的狀態(tài)軌跡為設計線形）作為控制的最終目標，把施工的中間狀態(tài)（過程運動狀態(tài)軌跡）作為中間控制目標和糾偏的依據(jù)，把立模標高和當前安裝索的張拉索力作為能控性的狀態(tài)變量，把已建主梁的標高、斜拉索的索力和關鍵截面的應力以及典型工況下的塔頂偏位作為可觀性和待調(diào)性狀態(tài)變量。監(jiān)控的內(nèi)容是：對當前施工梁段各工況下的斜拉索

6、索力、軸線偏差和高程都進行監(jiān)測；主要包括0、1號節(jié)段施工控制、標準節(jié)段施工控制以及合攏施工控制（鑒于文章篇幅有限，本文僅介紹應力監(jiān)測方案）。4應力監(jiān)測方案4.1應力監(jiān)測項目4.1.1索塔的應力測試在主梁懸臂施工的各階段，對索塔應力進行實時監(jiān)測，以便了解索塔應力在施工過程中的變化。當施工過程中的施工荷載發(fā)生較大變化、突發(fā)施工事故或承受較大風荷載時，需對這些狀態(tài)的應力進行及時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測情況提出相應的對策，以確保施工中結(jié)構(gòu)的安全。4.1.

7、2主梁應力測試通過應力測量獲得各施工狀態(tài)下監(jiān)測截面的應力值以及成橋狀態(tài)下各監(jiān)測截面的恒載應力水平，對梁體重量及其他荷載變化情況進行判斷，確保結(jié)構(gòu)施工安全。在埋設應力測點的相同部位埋設無應力計，用來補償混凝土自身的體積應變和收縮應變以及自由溫度應變。主梁應力控制目標為：在施工狀態(tài)斜拉橋主梁截面拉應力及壓應力滿足施工規(guī)范要求，成橋狀態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)力處于設計的最優(yōu)狀態(tài)。54圖3測溫試驗段測點布置示意圖施工過程中利用試驗段標定結(jié)果換算工作索的內(nèi)部溫度

8、及平均溫度。43測試儀器的安裝4.3.1ZX200埋入式應變計的安裝應變計必須按預定的測試方向用細匝絲綁扎固定在結(jié)構(gòu)鋼筋的下面，細匝絲捆綁位置應在應變計受力柄內(nèi)5mm處，要保證在澆筑混凝土施工中不松動；測試導線最好用護套保護，在橋面板各壁板內(nèi)沿結(jié)構(gòu)鋼筋引出至橋面板頂面，每隔一段距離（或方向改變處）用細匝絲綁扎牢固。4.3.2儀器安裝注意事項①、要登記好每個測試點安裝的應變計和傳感器編號，并保存好記錄資料；對導線上的編號進行防水等保護；②

9、、在安裝應變計之前，要對其逐一檢測，并做好檢測記錄；③、施工單位在施工到監(jiān)測點設置節(jié)段時，應事先通知施工控制小組人員，以便其進場埋設應變計；④、制做小鋼箱保護應力和溫度現(xiàn)場測試引出線，須確保整個施工過程中均可觀測；⑤、在澆筑混凝土施工過程中，對混凝土中傳感器附近，特別是傳感器與導線連接處附近，不要過分振搗，應變計與測試導線應避開混凝土振搗方向，以免振搗時傳感器方向改變或?qū)y試導管損壞；⑥、在施工現(xiàn)場的人員應特別注意不要踩踏測試導線；⑦、

10、現(xiàn)場若發(fā)現(xiàn)有應變計、傳感器和導線損壞情況，應盡快通知施工控制小組人員，以便采取補救措施。44應力監(jiān)測及工作內(nèi)容4.4.1斜拉索索力控制在懸臂施工期間的斜拉索張拉力（第一、二、三次張拉）原則上按絕對標高控制，根據(jù)實際情況，可以采用相對標高控制。斜拉索轉(zhuǎn)移錨固后即體系轉(zhuǎn)換后的斜拉索張拉（第四次張拉）原則上按索力控制。根據(jù)自適應原理對施工索力進行調(diào)整和控制。4.4.2應力監(jiān)測測量人員應在各混凝土澆注過程中、斜拉索張拉前后對已布設的測點進行應力

11、測量；同時根據(jù)千斤頂讀數(shù)，記錄斜拉索前三次張拉力，在斜拉索第四次張拉完成后，在早晨6點之前完成索力測量。4.4.30、1號主梁節(jié)段施工監(jiān)測在0、1號主梁節(jié)段施工前，由監(jiān)控單位提出該節(jié)段的施工控制數(shù)據(jù)預報值，包括主梁立模標高、施工索力；施工單位按照預報值進行當前節(jié)段的施工，并記錄各階段主梁標高、斜拉索張拉力。下面給出0、1號主梁節(jié)段1號索第一次張拉后對斜拉索索力、主梁標高監(jiān)測數(shù)據(jù)，見表1所示。表1索力、標高監(jiān)測數(shù)據(jù)第一次張拉后后測索力(K

12、N)主梁梁頂標高(m)索號主梁部分落架主梁完全落架梁段號上游軸線下游R1X9341056R139.50039.73639.78439.71539.508R1S15361397R039.50739.70639.79439.70639.506P1S13211321P039.51439.72039.78939.72239.524P1X14471397P139.51239.78839.78839.72039.518天氣晴轉(zhuǎn)陰溫度20經(jīng)索力測量自

13、譜分析圖分析并計算，索力與設計值的誤差控制在5％之內(nèi)，標高基本上都控制在30mm以內(nèi)。4.4.4關于監(jiān)測中幾個應注意的問題①施工應力監(jiān)測涉及到的數(shù)據(jù)和資料很多。除設計資料外，施工方面也很多，如施工工藝、施工方案及掛籃、模板有關數(shù)據(jù)，橋上主要施工機具設備的重量及其它施工荷載等。事前應認真收集、仔細調(diào)查。②對能反映結(jié)構(gòu)工作特性和應力比較集中的測試部位，應適當多設元件，以防安裝或測試過程中造成損壞而測不到關鍵數(shù)據(jù)，還可以采用不同的手段或其他類

14、型元件，同時進行測試。③由于混凝土性質(zhì)有變易性，在施工應力測試中，應根據(jù)工地實際情況，做一些有關混凝土性質(zhì)的試驗和觀測，如混凝土彈性模量、干縮量，利用這些數(shù)據(jù)對測試資料進行分析，可減少一部分誤差。④應變計安裝要經(jīng)歷混凝土澆注、振搗及混凝土硬化等過程。尤其是混凝土硬化是一個很復雜的變化過程，有水化熱溫升和自身體積的收縮。由于溫度場及干縮變化不均，往往造成殘余應力會影響應變計，造成讀數(shù)波動大，也不穩(wěn)定。為了確定測點初始值，混凝土澆注后應當跟

15、蹤觀測，以穩(wěn)定后的測值作為初始值。有些測點需較長時間才能穩(wěn)定，又要配合施工進行量測，對這部分測點，當發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有明顯不合理時，可以進行適當調(diào)整。5結(jié)語由于斜拉橋施工控制的復雜性以及較強的實踐性，因此還不能斷言現(xiàn)有的控制方法已完全解決斜拉橋的施工控制這一復雜問題。施工應力的監(jiān)測工作難度比較大，需要組織有一定經(jīng)驗人員長駐現(xiàn)場，除認真細致進行測試工作外，還要不斷分析研究，努力探討提高測試精度，對斜拉橋的施工過程實施有效的施工監(jiān)控，才能保證成橋后