摘 要：斜拉桥为高次超静定结构，施工过程中结构体系将随施工阶段不同而发生变化。如何通过施工时的索力和标高调整来获得预先设计的应力状态和几何线形，是桥梁施工中非常关键的问题，也是桥梁施工监控所要解决的问题。本文以柴埠大桥为例，阐述斜拉桥梁体施工监控的相关技术。
关键词：斜拉桥，梁体，施工监控，技术
Research on Construction Monitoring Technology of
Cable-stayed Bridge
YUAN Dong
（WeirNan Branch of Shaanxi Land Engineering Construction Group Co.，Ltd.，Xian710075）
Abstract：Cable-stayed bridge is a high-order statically indeterminate structure. The structure system will change with the construction stage. How to obtain the pre-designed stress state and geometric alignment by adjusting the cable force and elevation during construction is a key problem in bridge construction and also a problem to be solved in bridge construction monitoring. Taking Chaibu Bridge as an example, this paper elaborates the related technology of cable-stayed bridge construction monitoring.
Key words：Cable-stayed bridge beam construction monitoring technology
作者简介：袁东（1984-），男，黑龙江省齐齐哈尔市人，硕士，工程师，从事道路桥梁工程研究。Email：448349522@qq.com
0引言
桥梁的建设是一项结构复杂，技术要求高的大型工程，随着科技的进步，桥梁的跨度、内部结构、施工的工艺愈来愈复杂和先进。出于保证桥梁工程质量的目的，在施工过程的各个阶段都要进行监控。而斜拉桥作为桥梁中的一项重要工程，对于施工的监测监控的要求就更加严格，内容也更加的具体。本文以柴埠大桥为例，阐述斜拉桥梁体施工监控的相关技术。
1.施工监控的目的、必要性及任务
斜拉桥为高次超静定结构，施工过程中结构体系将随施工阶段不同而发生变化，理想的桥梁几何线型和合理的内力状态不仅与设计有关，还强烈依赖于科学合理的施工方法。如何通过施工时的索力和标高调整来获得预先设计的应力状态和几何线形，是桥梁施工中非常关键的问题，也是桥梁施工监控所要解决的问题[1]。
2.施工监控的原则和方法
桥梁施工监控广义上讲，指的是施工监控体系的建立和正确的运作，狭义上讲，是指桥梁施工监控技术的工程实现。一方面，根据拟定的施工方法对施工的每一阶段进行理论计算，求得各施工阶段施工控制参数的理论值，从而形成施工控制文件；另一方面，针对实际施工过程中由于各种因素所引起的控制参数的理论值与实测值不一致的问题，采用一定的方法在施工中加以调整、控制。针对施工控制中的具体情况，需要建立和正确运作相应的施工控制体系，包括技术体系、组织与协调体系和信息传递体系。这就要求桥梁施工监控单位既需要在测量、测试、分析、计算、平差、预测、决策、反馈等诸环节采用较先进的技术和方法，又要采用科学的组织管理措施，协调建设方、设计方、施工方、监理方、运营方的关系，以保证监控指令得到有效执行。对于柴埠大桥的施工监控而言，其主要监控原则如下：
(1) 受力要求及控制
反映斜拉桥受力的因素应包括主梁、塔(墩)和斜拉索的内力(或截面应力)。对柴埠大桥来说，起控制作用的主要是主梁的上下缘正应力，在恒载已定的情况下，成桥索力是影响主梁正应力的主要因素，成桥索力较小的变化都会对其产生较大影响，而索力本身又有一定的变化宽容度(即最大最小索力确定允许变化范围)，因此，本施工监控项目将索力作为改善成桥后主梁受力的调控手段[2]。
(2) 线形要求及控制
线形主要是主梁的标高。成桥后(通常是长期变形稳定后)主梁的标高要满足设计标高的要求。对于主梁线形的调整，调整立模标高是最为直接的手段。将参数误差以及索力调整引起的主梁标高的变化通过立模标高的调整予以修正[3]。
3.施工监控的内容和构成
桥梁施工监控主要包括：
（1）基础资料的收集；
（2）现场测量测试；
（3）数值模拟分析；
（4）施工过程设计参数误差分析、识别与预测；
（5）施工过程索力、标高调整；
（6）施工过程的稳定分析。
4.监控对象
本文以柴埠大桥为例，对斜拉桥主梁施工监控技术进行研究。
（1）结构布置
本项目控制性结构物为跨越富春江柴埠大桥，柴埠大桥主桥采用106+200+106m预应力混凝土箱梁双塔中央索面斜拉桥，采用三跨连续刚构体系，塔墩梁固结。主墩采用双薄壁墩、过渡墩采用柱式墩，钻孔灌注桩接承台基础，桩基均采用端承桩。柴埠大桥主桥总体布置如图1-1。
（2）主梁
主梁采用大悬臂单箱五室预应力混凝土箱梁，横隔板间距6.4m，在有索区与斜拉索对应布置。
（1）箱梁宽：顶板34.3m，底板宽16.2m。
（2）梁高：箱梁中心线处为3.5m。
（3） 箱梁顶板厚度：中间室的桥面板厚 50cm，其他四个室的桥面板厚 28cm。
（4）箱梁腹板厚度：边腹板厚25cm，中间箱室对应腹板厚40cm，腹板在靠近索塔区域适当加厚。
（5）底板、斜底板厚度：底板及斜底板厚 26cm；在靠近索塔无索区适当加厚。
主梁采用纵向、横向双向预应力混凝土结构。
5.监控方案
5.1与施工监控有关的基础资料收集
施工控制前期准备阶段，结构计算中的参数主要取自设计提供的有关资料和规范的规定，但随着施工监控工作的开展，应在对设计图纸深入理解的基础上，向设计、施工、监理等单位收集有关计算的实际参数。
5.2现场测量测试
1.线形测量
由于斜拉桥是高次超静定的结构体系，它的每个节点坐标位置变化与偏离都会在不同程度上引起结构内力重新分配，甚至造成合龙困难，影响最终成桥线形。为保证斜拉桥线形符合设计要求，必须在施工过程中进行线形控制。结合该桥实际情况，线形测量包括以下四部分：主梁位移，主梁轴线偏位。
线形测量主要采用全站仪、精密水准仪等。
（1）主梁位移测点布置
主梁位移监测主要是挠度（或高程）的测量，通过挠度的测量才能准确掌握主跨的真实状况，有效地控制主跨的施工质量，保证施工安全。为尽量减少温度的影响，观测安排在早晨太阳出来之前温度稳定时刻进行。
（2）主梁轴线偏位
以两塔中心连线为基准线，预先在塔梁交接处设置标志点。测量时，将全站仪安放在塔根部的梁中心线上，照准两边支点中心标志，采用视准线法直接用钢尺测量每节段主梁中线的偏离值。
2.应力监测
对于主梁和索塔，根据设计与施工控制分析的理论计算结果选择施工过程中应力控制截面测量结构的应力应变。如果结构实际应力状态与设计应力状态不符，将会给结构造成一定程度的危害，其影响远比结构变形的影响大。所以，在对桥梁进行施工控制时，尤其要注意对结构应力的监控。在大桥桥墩上部结构（箱梁）的控制截面布置应力量测点，以观察在施工过程中这些截面的应力变化及应力分布情况[4]。
6.监控控制最终目标及成果形式
线形控制最终目标是成桥后（通常是长期变形稳定后）主梁的标高及主塔偏位要满足设计的要求。
各阶段监控成果均以报告的形式提交。
（1）每道关键工序（如主梁立模标高、斜拉索张拉等）前提交监控指令；
（2）主梁悬浇至第五块段后，提交阶段监测报告，报告中将对结构状态进行评述，并提出下一施工阶段的张拉索力的建议值，经设计方和监理签认后实施。
（3）每月提交月度报告，分析本月监控成果、存在问题及下一阶段安排；
（4）每个年度末提交年度总结报告；
（5）整个项目完成以后，提供项目研究的全部正式报告。
建议考虑竣工后的桥梁健康监测。如果本工程设置健康监测项目，我们将在预留传感器位置及斜拉索无应力索长确定时与健康监测单位充分沟通，并在数据共享方面提供方便。
7.结语
经过上述讨论，我们可以看出斜拉桥的施工监测监控对于保障工程的质量和安全具有重要的作用。通过对施工中塔位、主梁线形和索力的测量，采用灵活的控制办法，可以纠正施工中出现的误差，使大桥按照设计顺利完工。
参考文献
［1］黄春华.混凝土斜拉桥施工监控技术研究[J].城市道路与防洪，2018,5（4）：89–97
［2］吴孙尧.面向健康监测的斜拉桥试验模型设计及其损伤分析[D]. 浙江大学建筑工程学院,2010.
［3］杨万里.简支连续预应力混凝土多箱式桥梁全过程受力性能研究[D]. 浙江大学建筑工程学院,2008.
［4］王亚洲.预应力混凝土π型梁斜拉桥施工控制[D]. 东北林业大学,2017.
论文作者:袁东
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/15
标签：斜拉桥论文; 应力论文; 线形论文; 标高论文; 桥梁论文; 结构论文; 大桥论文; 《工程管理前沿》2019年第9期论文;