连续梁桥悬臂浇筑施工监控方法
摘要：在大跨径多跨连续梁桥悬臂浇筑施工中，为使桥梁的线形和内力达到设计的预期值，桥梁施工监控成为十分关键的一环。本文结合工程实例，详细的介绍了连续梁桥悬臂浇筑施工过程中施工控制的实施方法，对于同类工程具有一定的借鉴意义。
关键词：连续梁桥悬臂浇筑施工控制方法
一、工程实例
大西客运专线线路于DK793+561处跨越渭蒲（渭南至蒲城）高速公路，斜交角度为69°，设计采用（60+100+60）m连续梁跨越，中跨跨越渭蒲高速公路。总体布置如图1所示。
梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁。梁体全长221.5m。
图1 总体布置图（单位：mm）
梁体按全预应力设计，设纵向、横向、竖向预应力，采用挂蓝悬臂浇注成形。
二、施工监控方案
1、施工监控项目
施工监控主要包括梁体的线形监控及施工应力、温度场、混凝土弹模、预应力等监控。
2、线形监控
2.1、挠度监测
高程监测的基准点布设在各墩的0#节段上，布设2个基准点。为便于分析实测结果，将箱梁悬臂施工分为3个阶段：（1）挂篮前移；（2）浇筑混凝土；
（3）张拉预应力。前两个阶段仅测现浇段，后一个阶段现浇和已浇节段均测，主要是看实测线形与理论线形是否吻合。
1）测点布置
每节梁段前端设一个测试断面，每断面设三个测点，见图2。若图中测点位置与现场挂篮走行轨位置相冲突，可适当调整。
图2标高测点布置示意图
测点采用Ø16的短钢筋制作，底部焊于顶板钢筋网片上，顶部磨圆露出砼面1.5～2.5cm，测头用红油漆标记，这样不仅可以测量箱梁的挠度，同时可以观察箱梁是否发生扭转变形。
2）观测设备
索佳－SDL30 自动安平水准仪，精度级别S1。
3）观测时间
定在温度相对恒定时测量，一般在夜间20：00～凌晨8：00之间。
4）控制网的建立与复测
每一墩顶至少应布置两个基准点，每次测试时首先应进行基准点之间的相互校核。每隔一个月需对所有基准点进行复测。
2.2、轴线偏位测量
平面监控测点设在箱梁顶面中心。用钢尺找出前端梁段的中线并做标记，采用视准法直接测量其前端偏位。将全站仪架设在墩顶梁面中心，后视另一墩顶梁面中心，视线为基准线，在梁前端中心标记处放置小钢尺，钢尺基准点与梁端中心点重合，用仪器直接读取钢尺读数，即为轴线偏位值。每块节段施工时均进行轴线偏位测量。
2.3、墩顶沉降测量
墩顶沉降测量采用全站仪在一侧设置两个站点，测出墩顶测点的三维坐标，以便得到墩顶标高值。每一测试工况下的变位即为测试值与初始值的差值。初始值为主墩刚建完后在气温恒定、无日照影响时自由状态下的测量值。墩顶变位采用TOPCON GTS-601 全站仪测量，仪器测角精度为1″，测距精度为1mm+1ppm。每块节段施工时均进行墩顶沉降测量。
3、应力监测
3.1、测量方法及原理
影响混凝土构件应力测试的因素很复杂，除荷载作用引起的弹性应力应变外，还与收缩、徐变、温度有关。目前国内外混凝土构件的应力测试一般通过
应变测量换算应力值，即：σ弹=E·ε弹 ，式中：σ弹为荷载作用下混凝土的应力；E为混凝土弹性模量；ε弹为荷载作用下混凝土的弹性应变。
实际测出的混凝土应变则是包含温度、收缩、徐变变形影响的总应变ε。即：ε=ε弹+ε徐+ε无应力 ，式中：ε弹为弹性应变；ε无应力为无应力应变，包括温度应变和收缩应变；ε徐为徐变应变。
为了补偿混凝土内部温度应变并消除温度、收缩影响，在布置应力测点时同时布设无应力计补偿块，分别测得混凝土应变ε和无应力应变ε无应力，再通过相应的分析和计算分离出徐变应变ε徐，按式（1）即可得到弹性应变ε弹。
3.2、测量仪器及元件
本桥测试元件选用JMZX-215AT型混凝土钢弦式记忆智能应变传感器，配合使用无应力计。检测仪器为JMZX-3001型振弦检测仪。通过应变—频率标定曲线，换算出混凝土的实际应变，再根据混凝土弹性模量推算混凝土应力。
3.3、测试断面与测点布置
图3 应力测试纵断面布置图
S1-S1、S2-S2、S4-S4、S3-S3、S7-S7截面测点布置图(左)
S5-S5、S6-S6S8-S8截面测点布置图（右）
图4断面应力测点布置图
应力测试断面为每个T构的支座断面、墩顶临时固结断面和跨中断面，测试断面布置如图3 所示，测点布置在箱梁底板和顶板，顶板上的传感器置于最上层钢筋的下方，以防振捣时损坏传感器，底板上的传感器置于最下层钢筋的上方，所有传感器均纵向放置并与纵向主筋连接牢固，箱梁横断面测点布置见图
4。全桥共布置8个测试断面，共计28个测点。
图5顶板温度和应变传感器的埋设 图6 顶板测点应变的测试
应力监控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，进行一般监控，并结合关键部位的数据进行监控。
3.4、测点保护
将应变元件的信号线从一点引出砼表面。在周围预埋一个20cm见方的钢筋框架护住信号线。用油漆作上明显记号,设置警示标志。
3.5、测试工况
确定在以下工况进行应力测量：a.混凝土浇注前；b.混凝土浇注后；C．预应力束张拉后；D．合拢前；e. 合拢后；r.其它测试时机根据监控需要和施工过程具体情况而定。
4、温度场测试
4.1、测量仪器及元件
1）主梁温度测量
温度测量元件采用JMT-36B型温度传感器，并配合使用JMZX-300X型综合测试仪测量，JMB-36B型温度传感器具有高精度（±0.5℃）、高稳定性（±0.5℃）、测量范围宽（-40℃～125℃、最高可达150℃）、线性误差小（±0.3℃）等特点。
2）环境温度测量
大气温度的测量采用水银温度计和点温计测试，温度测试精度±0.5℃。
4.2、测试断面与测点布置
一般认为，桥梁沿长度方向温度变化是较小的。由于混凝土结构的热传导性能较差，周围环境温度的变化和阳光照射不同等原因，将会使其表面和内部形成较大的温度差，顶、底板形成温度梯度；由于本桥箱梁较窄，两侧在截面的顶板腹板也会形成温度梯度。温度测点的布置将要反映这种梯度的变化，腹板及底板分别布置测点。温度场测试断面布置见图7，断面温度测点布置见图8。全桥温度测点共计40个。
图7温度场测试断面布置图
T1-T1、T4-T4截面测点布置图 T2-T2截面测点布置图
T3-T3截面测点布置图
图8 断面温度测点布置图
4.3、测试工况与时间
混凝土浇注后2天、4天、预应力束张拉后,应力测试时均需测量温度场。
边跨及中跨合拢前选择气温变化较大的一天进行全天测试。每隔两个小时测试一次（在温度敏感时段每隔半小时测试一次），分析温度场随气温变化的规律，确定合拢的时间。
5、混凝土弹性模量测试
混凝土弹性模量是结构计算中的一个非常重要的参数，需要通过试验得出实际的混凝土弹性模量。
按规范制作弹性模量试块2组，每组3块，分别做7天、14天、28天的弹性模量试验。
6、预应力监控
预应力张拉采用双控，以张拉力控制为主，钢束伸长值作校核。
三、结束语
通过了对梁体多方面进行施工监控，本桥成桥的线形和内力均取得了非常好的效果。这些实际的经验对于现场施工技术人员具有很重要的参考意义。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
连续梁桥悬臂浇筑施工监控方法
摘要：在大跨径多跨连续梁桥悬臂浇筑施工中，为使桥梁的线形和内力达到设计的预期值，桥梁施工监控成为十分关键的一环。本文结合工程实例，详细的介绍了连续梁桥悬臂浇筑施工过程中施工控制的实施方法，对于同类工程具有一定的借鉴意义。
关键词：连续梁桥悬臂浇筑施工控制方法
一、工程实例
大西客运专线线路于DK793+561处跨越渭蒲（渭南至蒲城）高速公路，斜交角度为69°，设计采用（60+100+60）m连续梁跨越，中跨跨越渭蒲高速公路。总体布置如图1所示。
梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁。梁体全长221.5m。
图1 总体布置图（单位：mm）
梁体按全预应力设计，设纵向、横向、竖向预应力，采用挂蓝悬臂浇注成形。
二、施工监控方案
1、施工监控项目
施工监控主要包括梁体的线形监控及施工应力、温度场、混凝土弹模、预应力等监控。
2、线形监控
2.1、挠度监测
高程监测的基准点布设在各墩的0#节段上，布设2个基准点。为便于分析实测结果，将箱梁悬臂施工分为3个阶段：（1）挂篮前移；（2）浇筑混凝土；
（3）张拉预应力。前两个阶段仅测现浇段，后一个阶段现浇和已浇节段均测，主要是看实测线形与理论线形是否吻合。
1）测点布置
每节梁段前端设一个测试断面，每断面设三个测点，见图2。若图中测点位置与现场挂篮走行轨位置相冲突，可适当调整。
图2标高测点布置示意图
测点采用Ø16的短钢筋制作，底部焊于顶板钢筋网片上，顶部磨圆露出砼面1.5～2.5cm，测头用红油漆标记，这样不仅可以测量箱梁的挠度，同时可以观察箱梁是否发生扭转变形。
2）观测设备
索佳－SDL30 自动安平水准仪，精度级别S1。
3）观测时间
定在温度相对恒定时测量，一般在夜间20：00～凌晨8：00之间。
4）控制网的建立与复测
每一墩顶至少应布置两个基准点，每次测试时首先应进行基准点之间的相互校核。每隔一个月需对所有基准点进行复测。
2.2、轴线偏位测量
平面监控测点设在箱梁顶面中心。用钢尺找出前端梁段的中线并做标记，采用视准法直接测量其前端偏位。将全站仪架设在墩顶梁面中心，后视另一墩顶梁面中心，视线为基准线，在梁前端中心标记处放置小钢尺，钢尺基准点与梁端中心点重合，用仪器直接读取钢尺读数，即为轴线偏位值。每块节段施工时均进行轴线偏位测量。
2.3、墩顶沉降测量
墩顶沉降测量采用全站仪在一侧设置两个站点，测出墩顶测点的三维坐标，以便得到墩顶标高值。每一测试工况下的变位即为测试值与初始值的差值。初始值为主墩刚建完后在气温恒定、无日照影响时自由状态下的测量值。墩顶变位采用TOPCON GTS-601 全站仪测量，仪器测角精度为1″，测距精度为1mm+1ppm。每块节段施工时均进行墩顶沉降测量。
3、应力监测
3.1、测量方法及原理
影响混凝土构件应力测试的因素很复杂，除荷载作用引起的弹性应力应变外，还与收缩、徐变、温度有关。目前国内外混凝土构件的应力测试一般通过
应变测量换算应力值，即：σ弹=E·ε弹 ，式中：σ弹为荷载作用下混凝土的应力；E为混凝土弹性模量；ε弹为荷载作用下混凝土的弹性应变。
实际测出的混凝土应变则是包含温度、收缩、徐变变形影响的总应变ε。即：ε=ε弹+ε徐+ε无应力 ，式中：ε弹为弹性应变；ε无应力为无应力应变，包括温度应变和收缩应变；ε徐为徐变应变。
为了补偿混凝土内部温度应变并消除温度、收缩影响，在布置应力测点时同时布设无应力计补偿块，分别测得混凝土应变ε和无应力应变ε无应力，再通过相应的分析和计算分离出徐变应变ε徐，按式（1）即可得到弹性应变ε弹。
3.2、测量仪器及元件
本桥测试元件选用JMZX-215AT型混凝土钢弦式记忆智能应变传感器，配合使用无应力计。检测仪器为JMZX-3001型振弦检测仪。通过应变—频率标定曲线，换算出混凝土的实际应变，再根据混凝土弹性模量推算混凝土应力。
3.3、测试断面与测点布置
图3 应力测试纵断面布置图
S1-S1、S2-S2、S4-S4、S3-S3、S7-S7截面测点布置图(左)
S5-S5、S6-S6S8-S8截面测点布置图（右）
图4断面应力测点布置图
应力测试断面为每个T构的支座断面、墩顶临时固结断面和跨中断面，测试断面布置如图3 所示，测点布置在箱梁底板和顶板，顶板上的传感器置于最上层钢筋的下方，以防振捣时损坏传感器，底板上的传感器置于最下层钢筋的上方，所有传感器均纵向放置并与纵向主筋连接牢固，箱梁横断面测点布置见图
4。全桥共布置8个测试断面，共计28个测点。
图5顶板温度和应变传感器的埋设 图6 顶板测点应变的测试
应力监控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，进行一般监控，并结合关键部位的数据进行监控。
3.4、测点保护
将应变元件的信号线从一点引出砼表面。在周围预埋一个20cm见方的钢筋框架护住信号线。用油漆作上明显记号,设置警示标志。
3.5、测试工况
确定在以下工况进行应力测量：a.混凝土浇注前；b.混凝土浇注后；C．预应力束张拉后；D．合拢前；e. 合拢后；r.其它测试时机根据监控需要和施工过程具体情况而定。
4、温度场测试
4.1、测量仪器及元件
1）主梁温度测量
温度测量元件采用JMT-36B型温度传感器，并配合使用JMZX-300X型综合测试仪测量，JMB-36B型温度传感器具有高精度（±0.5℃）、高稳定性（±0.5℃）、测量范围宽（-40℃～125℃、最高可达150℃）、线性误差小（±0.3℃）等特点。
2）环境温度测量
大气温度的测量采用水银温度计和点温计测试，温度测试精度±0.5℃。
4.2、测试断面与测点布置
一般认为，桥梁沿长度方向温度变化是较小的。由于混凝土结构的热传导性能较差，周围环境温度的变化和阳光照射不同等原因，将会使其表面和内部形成较大的温度差，顶、底板形成温度梯度；由于本桥箱梁较窄，两侧在截面的顶板腹板也会形成温度梯度。温度测点的布置将要反映这种梯度的变化，腹板及底板分别布置测点。温度场测试断面布置见图7，断面温度测点布置见图8。全桥温度测点共计40个。
图7温度场测试断面布置图
T1-T1、T4-T4截面测点布置图 T2-T2截面测点布置图
T3-T3截面测点布置图
图8 断面温度测点布置图
4.3、测试工况与时间
混凝土浇注后2天、4天、预应力束张拉后,应力测试时均需测量温度场。
边跨及中跨合拢前选择气温变化较大的一天进行全天测试。每隔两个小时测试一次（在温度敏感时段每隔半小时测试一次），分析温度场随气温变化的规律，确定合拢的时间。
5、混凝土弹性模量测试
混凝土弹性模量是结构计算中的一个非常重要的参数，需要通过试验得出实际的混凝土弹性模量。
按规范制作弹性模量试块2组，每组3块，分别做7天、14天、28天的弹性模量试验。
6、预应力监控
预应力张拉采用双控，以张拉力控制为主，钢束伸长值作校核。
三、结束语
通过了对梁体多方面进行施工监控，本桥成桥的线形和内力均取得了非常好的效果。这些实际的经验对于现场施工技术人员具有很重要的参考意义。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。