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【摘 要】预应力混凝土连续梁桥采用悬臂浇注法施工，施工中存在难以避免的误差，需要进行桥梁施工监测与控制。以大跨度变截面预应力混凝土连续箱梁桥为背景，介绍了预应力混凝土连续梁桥施工监控的目的、内容、施工监控细则和施工误差调整策略，为大跨度预应力连续梁桥的安全施工和合理成桥状态提供技术指导依据。
【关键词】 预应力混凝土连续梁，施工监控，应力监控，挠度监控
Research on Construction Monitoring Program of Large-Span Prestressed Continuous Concrete Box Girder Bridge
Jiang Xin-li
(Hangzhou Municipal Public Construction and Development Corporation Hangzhou Zhejiang 310000)
【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、跨越能力大的桥型，在桥梁建设中具有广泛的发展前景。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主要施工方法，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两侧重量不平衡，混凝土收缩、徐变，桥梁施工临时荷载，挂篮的变形特征，结构体系转换和合龙等）都会影响桥梁结构线形及内力方面与设计出现偏差。当上述因素与设计不符，而且不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时，必然导致在以后阶段的悬臂施工中采用错误的纠偏措施，引起误差积累［1］。因此，需要对挂篮悬臂浇筑施工过程进行监控，制定有效合理的施工监控方案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达到设计状态和要求；另一方面可确保悬臂浇筑施工过程中结构的稳定和安全，以使得整个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，变高梁段箱梁底板上下缘均为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。该桥桥型布置图如图1所示。
2. 施工监控内容
大跨桥梁施工控制是一项系统工程，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、变形及稳定性等的监测与控制，其施工监控工作具体包括：
（1）对桥梁设计的进一步分析复核，确保桥梁施工过程及成桥状态的受力与变形符合现行规范要求；
（2）在上部结构正式施工前，对施工组织进行详细审查，对施工方案的安全性进行分析，特别是对挂篮悬浇、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用分阶段逐步完成的施工方法，为达到成桥的线形和受力状态，需确定与设计成桥状态相应的合理施工初始状态。
（4）对施工过程的结构变形、应力及稳定性进行监测，确保施工过程结构受力及几何形态处于受控状态。
图1 某连续梁桥桥型布置图
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连续箱梁结构，需要进行以下几个方面的基础性分析计算，以确保施工过程安全及施工控制参数的准确性。
（1）施工过程结构应力验算；
（2）成桥正常使用状态下结构应力及变形验算；
（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，以确定设计预拱度。
3.2 预拱度设置。
对于悬臂浇注施工的预应力混凝土桥梁，其线形调整主要是通过设置合理的预拱度来实现的。因此，线形控制的关键在于分析预拱度的组成以及确定各组成的取值。
预拱度控制主梁悬浇段的各节段立模标高可按下式确定:
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，该值包括恒载、移动荷载、徐变、体系转化、预加应力等影响；
f挂篮——本节段的挂篮变形值，由加载试验提供；
fp ——活载作用下产生的挠度。
上述各参数在有限元分析基础上，根据实测信息，对计算预拱度进行调整和预测，确定最佳预拱度［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，可以掌握悬臂浇筑挂篮体系的变形情况，从变形上来判断挂篮结构的工作性能及安全状况；可检查施工好的混凝土主梁的线形同设计目标线形间的差异情况；还可积累混凝土梁施工过程中悬臂浇筑挂篮的变形资料和混凝土主梁的变形资料，为下阶段主梁预拱度的设置提供参考，为线形控制服务。因此需进行的监测项目主要包括：挂篮结构、混凝土主梁标高、混凝土主梁中线。
3.3.1 线形测点布置及方法。为进行线形监测与控制，需要选择合适的测量控制点，并在模板、混凝土梁段及挂篮的关键位置设置观测点。采用几何水准方法（水准仪＋水准尺）对悬臂浇筑过程各测点的变形情况进行监测，根据标高的变化情况，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，应首先确定统一的变形监测网，变形监测基准点埋设在稳定的地方。根据地面基准点，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，并做好明显的红色标识。
【关键词】 预应力混凝土连续梁，施工监控，应力监控，挠度监控
Research on Construction Monitoring Program of Large-Span Prestressed Continuous Concrete Box Girder Bridge
Jiang Xin-li
(Hangzhou Municipal Public Construction and Development Corporation Hangzhou Zhejiang 310000)
【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、跨越能力大的桥型，在桥梁建设中具有广泛的发展前景。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主要施工方法，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两侧重量不平衡，混凝土收缩、徐变，桥梁施工临时荷载，挂篮的变形特征，结构体系转换和合龙等）都会影响桥梁结构线形及内力方面与设计出现偏差。当上述因素与设计不符，而且不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时，必然导致在以后阶段的悬臂施工中采用错误的纠偏措施，引起误差积累［1］。因此，需要对挂篮悬臂浇筑施工过程进行监控，制定有效合理的施工监控方案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达到设计状态和要求；另一方面可确保悬臂浇筑施工过程中结构的稳定和安全，以使得整个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，变高梁段箱梁底板上下缘均为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。该桥桥型布置图如图1所示。
2. 施工监控内容
大跨桥梁施工控制是一项系统工程，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、变形及稳定性等的监测与控制，其施工监控工作具体包括：
（1）对桥梁设计的进一步分析复核，确保桥梁施工过程及成桥状态的受力与变形符合现行规范要求；
（2）在上部结构正式施工前，对施工组织进行详细审查，对施工方案的安全性进行分析，特别是对挂篮悬浇、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用分阶段逐步完成的施工方法，为达到成桥的线形和受力状态，需确定与设计成桥状态相应的合理施工初始状态。
（4）对施工过程的结构变形、应力及稳定性进行监测，确保施工过程结构受力及几何形态处于受控状态。
图1 某连续梁桥桥型布置图
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连续箱梁结构，需要进行以下几个方面的基础性分析计算，以确保施工过程安全及施工控制参数的准确性。
（1）施工过程结构应力验算；
（2）成桥正常使用状态下结构应力及变形验算；
（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，以确定设计预拱度。
3.2 预拱度设置。
对于悬臂浇注施工的预应力混凝土桥梁，其线形调整主要是通过设置合理的预拱度来实现的。因此，线形控制的关键在于分析预拱度的组成以及确定各组成的取值。
预拱度控制主梁悬浇段的各节段立模标高可按下式确定:
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，该值包括恒载、移动荷载、徐变、体系转化、预加应力等影响；
f挂篮——本节段的挂篮变形值，由加载试验提供；
fp ——活载作用下产生的挠度。
上述各参数在有限元分析基础上，根据实测信息，对计算预拱度进行调整和预测，确定最佳预拱度［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，可以掌握悬臂浇筑挂篮体系的变形情况，从变形上来判断挂篮结构的工作性能及安全状况；可检查施工好的混凝土主梁的线形同设计目标线形间的差异情况；还可积累混凝土梁施工过程中悬臂浇筑挂篮的变形资料和混凝土主梁的变形资料，为下阶段主梁预拱度的设置提供参考，为线形控制服务。因此需进行的监测项目主要包括：挂篮结构、混凝土主梁标高、混凝土主梁中线。
3.3.1 线形测点布置及方法。为进行线形监测与控制，需要选择合适的测量控制点，并在模板、混凝土梁段及挂篮的关键位置设置观测点。采用几何水准方法（水准仪＋水准尺）对悬臂浇筑过程各测点的变形情况进行监测，根据标高的变化情况，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，应首先确定统一的变形监测网，变形监测基准点埋设在稳定的地方。根据地面基准点，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，并做好明显的红色标识。