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摘要：工程建设中，设计、监理、施工单位责任明确，互相配合，抓好工程建设的每一个环节，在建设前就能准确瞄准质量、工期和安全目标，落实各方自己的责任，同时树立全员质量、品质和安全意识，在建设过程中不断采取有效措施而保证了大桥顺利进行和圆满成功。
关键词：钢管混凝土；监控；控制
前言
钢管混凝土刚架系杆拱桥是我国近年来广泛应用的一种新桥型，由于其自重轻、强度高且受力合理、施工方便，是大跨度拱桥比较理想的结构形式。本文结合某钢管混凝土刚架系杆拱桥的工程实例，采取正装计算法，运用MIDAS/CIVIL软件对拱桥的拱肋、系杆、吊杆等结构在施工过程中和成桥状态下的结构内力、应力和变形进行了模拟计算，重点对钢管拱肋在拱肋安装、灌注混凝土、成桥状态的拱肋线形和应力进行模拟计算，对每个施工阶段制定监控方案。
1 施工监测监控的目的
监测监控的目的主要是为保证桥梁运营的可靠性，检验桥梁结构的承载力及其工作状况是否符合设计标准，确保结构在施工中应力、变形与稳定状态在允许范围内。
2 监测项目及主要测试内容
2.1 拱脚水平位移的监测
桥面施工荷载及张拉系杆均会引起两拱脚的水平位移。为控制由此产生的拱肋内力的变化，指导系杆张拉或超张拉的吨位，消除施工荷载引起的拱脚水平位移，保证施工安全，须监测拱脚位移的全部数据，使拱脚的相对位移控制在设计范围内，并随时记录温度对结构的影响。
2.2拱肋变形监测
拱肋实际轴线若偏离设计值，将引起拱肋内力变化。施工过程中拱肋局部偏离拱轴线过大将会引起施工安全隐患或安全事故。特别是在钢管拼装、灌注混凝土和脱架状态必须严格控制拱轴线的偏移量，根据监测数据及时调整。拱肋变形监测不仅测试拱肋的横向变位，还要测试拱肋在1/8、1/4和1/2各特征点的标高，保证成桥阶段的轴线与设计吻合，使拱桥在使用期间受力合理和灌注阶段防止“冒顶”现象的发生。
2.3 施工阶段钢管砼拱的应力测试
对钢管砼拱桥应力监测的全过程中，测试数据量大，影响因素多的结构特征，因此必须根据结构的受力特点和施工阶段的受力变化，选择控制参数，对结构进行有效的监测、监控，力争做到既保证施工安全，又不影响施工。如果有些截面的应力测点超过设计值，但小于允许值，则可通过基于实测参数的计算分析并考虑环境的影响，综合分析原因，判断结构在后续的施工工序中是否安全。
钢管混凝土拱肋的应力监测点的布置原则是对关键部位重点、详细测试，并布置一定数量的校核测点，对其他部位的测点，采用对比的方法，进行一般监测，并结合关键部位的数据进行监控。
2.4 系杆拉力监测
系杆拉力是用来平衡拱脚之推力，是整个拱桥的生命线。为保障拱肋内力分布处于最佳状态，系杆的拉力应满足各个施工阶段的设计要求。选取空拱肋刚接后张拉的第一对系杆，在其锚头处安装穿心式压力传感器，在第二批系杆张拉和第三批系杆张拉的张拉前和张拉后，测试系杆两端拉力的变化，以确定这些系杆的张拉力及第一对系杆的拉力损失和全部系杆封锚时的补张拉吨位。
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3 施工控制与分析
3.1施工控制采用预测控制法、即在全面考虑影响桥梁结
构状态的各种因素和施工所要达到的目标任务，对结构的每一个施工阶段形成前后状态进行预测，使施工沿着预定状态进行。由于预测状态与实际状态间总是有误差存在，某种误差对施工目标的影响则在后续施工状态的预测予以考虑，以此循环直到施工完成和获得与设计相符的结构状态。施工阶段的测试分析采用倒退分析法，其基本思路是假定t=t0时刻的结构内力分布满足设计计算值。
3.2在实际监控中
设计单位计算确定几个施工阶段的主要测试部位的施工控制目标值输入监控管理系统，然后再对施工阶段完成后的现场监测数据进行判别，对两组数据进行分析，最后提出有关信息供施工控制的决策。在桥梁施工过程中，由于混凝土龄期短，其徐变、收缩影响大，必须加以分析和控制，混凝土徐变、收缩的计算理论就是要确定在结构的寿命中，某一时间考虑徐变、收缩后的应力、应变、拱度等状态，在每一个施工阶段前一周或更早，监控实施单位提出的拱肋内力、变形、桥墩位移、系杆张拉力等的控制值进行分析，制订本阶段的监测目标，并在施工后实施。
4 钢管拱肋的施工
4.1总体施工方法
拱肋安装方法一般有无支架安装法和有支架安装法。无支架安装法一般又分为缆索安装法和转体安装法；有支架安装法又分为顶推法和龙门安装法。无支架安装法均需在墩顶位置设置索塔，以便进行扣索的施工，而本桥有三跨四榀拱肋计需16个索塔，并至少需要两套缆索吊具。由于本桥为双幅分立设置，平转无法施工，竖转需设置转动铰，成本均较高。而顶推施工需两端引道较长，影响两端引桥的施工，工期不允许，也无法实施。综合本桥多跨多榀而单跨跨度和矢高均较小的情况，采用跨墩龙门安装是最经济安全的施工方法。
安装拱肋所用龙门由普通321贝雷桁架拼装而成，龙门净宽40.5m，桥面以上净高18m，设计安全起重重量20吨。龙门行走轨道基础边孔为普通钢管支架，与系梁现浇支架联成整体，中孔为在河中临时墩上架设加强型贝雷。龙门轨道支架与系梁支架侧向联成整体，竖向相互分离，既增加其侧向稳定性，又尽量避免龙门行走时对系梁支架的干扰。
4.2施工控制要点
（1）首先是工厂的制作精度要符合要求。工厂制作主要有三方面的要求。一是管口接头部位的圆度一定要符合要求，一方面满足工厂拼接的需要，更主要是满足工地现场拼接的需要；二是每孔每榀拱肋要在工厂试拼，保证拱轴线的平面精度和吊杆锚箱的位置精度；三是焊缝的焊接质量要达到图纸要求的标准，并按规范要求进行超声和X射线检测。
（2）其次是现场拱脚余量的切割要准确。由于拱座位置预埋钢板尽寸较大，且位于40°左右的斜面上，在砼浇筑过程中要保证准确定位，有相当的难度。安装拱肋前对该钢板的准确定位测量非常重要，它即影响拱肋的安装精度，又影响合拢段的焊接质量。用群站仪直接测量，误差较大，拱座钢板理论平面平行且与理论平面有一定距离的定位架，从而测得预埋钢板各点与理论平面的差值，据此切割拱肋余量，既准确又方便。拱肋其它断面的定位方法是在拱肋上下法向位置设置特征点，现场用群站仪加手持小棱镜进行坐标定位。
（3）再次是焊接质量。现场环缝的焊接一定要双面对称同时施焊，同一榀拱肋的所有环缝要先打一层底，然后再分段对称焊接，即同一榀拱肋必须同时有4把焊枪同时施焊。拱脚侧的焊缝最后焊接，以防拉裂拱脚钢板。另外在拱肋装配过程中，焊口的背衬钢板一定要安装到位，并与拱肋钢管密贴，它是影响焊缝质量的重要因素之一。另外在拱肋定位过程中，要及时复核吊杆上下锚箱的相对位置，必要时以系梁预埋的吊杆下锚箱的拟合中心线确定拱轴线平面的位置，以保证吊杆安装后的垂直度。
结语
在目前的设计施工中，混凝土拱桥应用最广。桥梁在设计施工过程中积累了丰富的经验，为后续混凝土拱桥的设计、施工奠定了扎实的基础。拱桥在我国具有十分悠久的历史，其美学价值和实用价值是其他桥梁不可比拟的。钢管混凝土拱桥作为拱桥的新技术，已经越来越得到世界的认可。
参考文献
［1］陈宝春［M］.钢管混凝土拱桥设计与施工.北京：人民交通出版社，1999.
［2］颜东煌［M］.斜拉桥合理设计状态确定与施工控制.湖南大学博士论文.2001.
论文作者:陈凌霄
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/8
标签：拱桥论文; 钢管论文; 混凝土论文; 结构论文; 支架论文; 状态论文; 应力论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;