【文章內(nèi)容簡介】 土內(nèi)部形成不均勻、非定常溫度場，產(chǎn)生不規(guī)律溫度梯度。溫度梯度會使混凝土產(chǎn)生溫度應(yīng)力，在混凝土澆筑早期，混凝土強(qiáng)度低、抗裂性差，過大的溫度應(yīng)力會使混凝土產(chǎn)生裂縫。為確保承臺施工質(zhì)量，必須對混凝土澆筑后水化熱進(jìn)行有效控制。為了明確在本橋混凝土配合比及氣候條件下澆注大體積混凝土所引起的水化熱溫升值，并隨時掌握塊體內(nèi)部混凝土的溫度及分布情況，控制溫度裂縫的產(chǎn)生，有必要進(jìn)行混凝土澆注過程中水化熱及混凝土溫度場進(jìn)行監(jiān)測，以便采取 第 10 頁 共 33 頁 針對性的養(yǎng)護(hù)措施。 監(jiān)測方案 在承臺混凝 土澆注之前，于承臺內(nèi)部埋設(shè)溫度傳感器，在混凝土澆注完成后實測各測點溫度值，實時掌握混凝土內(nèi)部各部位溫度狀態(tài)，指導(dǎo)施工方混凝土養(yǎng)護(hù)的工作。本測試項目采用熱敏式溫度傳感器（數(shù)字溫度傳感器）進(jìn)行溫度監(jiān)測， 測試儀器為 JDC2型溫度測試儀 。它具有安裝簡便、數(shù)據(jù)輸出直觀、測試結(jié)果穩(wěn)定可靠、精度高 (分辨率為 ℃ )等優(yōu)點。 測點布置 承臺溫度測點的布置將根據(jù)施工方的施工方案及循環(huán)冷卻水管設(shè)置方式等實際情況針對每個承臺專門制定的溫度監(jiān)測方案進(jìn)行布設(shè)，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠充分反映現(xiàn)場實際，有效指導(dǎo)承臺的澆注及養(yǎng)護(hù)，避免產(chǎn)生溫 度裂縫。 觀測頻率 溫度監(jiān)測從承臺混凝土澆筑完成后開始。開始 3 天每隔 2 小時觀測一次，之后每隔4 小時觀測一次，一般持續(xù)監(jiān)測 1 周左右或承臺內(nèi)部溫度基本趨于穩(wěn)定為止。 主墩垂直度監(jiān)控 墩柱垂直度對連續(xù)剛構(gòu)橋施工期間的穩(wěn)定性有非常重要的意義，本橋墩柱較高，在施工過程中，墩身的垂直度問題將是一個難點，為了保證墩柱施工成型后其制作誤差滿足施工規(guī)范的要求以及墩身垂直度偏差滿足規(guī)范要求，我方擬在墩柱施工過程中對墩身垂直度進(jìn)行監(jiān)控。 主墩豎直度監(jiān)控方案 按照規(guī)范（ 《 公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn) 》 JTG F80/1— 2021）要求， 本項目擬采用激光垂準(zhǔn)儀實施高墩垂度測量，百米高墩垂直度誤差一般只有 3mm 左右的誤差，完全滿足規(guī)范要求，同時可加快測量和立模速度。 基礎(chǔ)沉降變形監(jiān)控 基礎(chǔ)的沉降變形對結(jié)構(gòu)施工期間的穩(wěn)定性影響很大，過大的基礎(chǔ)沉降，特別是不均勻沉降會直接影響結(jié)構(gòu)施工過程的安全，通過對各主墩承臺進(jìn)行沉降觀測，確定其在施工過程中隨加載所產(chǎn)生的沉降及不均勻沉降過程，并通過觀測結(jié)果可以分析不均勻沉降對高墩穩(wěn)定性的影響，確保施工過程的安全。 第 11 頁 共 33 頁 監(jiān)控方案 在各主墩承臺的 4 個角點位置各布設(shè)一個永久性觀測點 ，在承臺以外山體上設(shè)置一固定不變的點作為基準(zhǔn)點，采用精密水準(zhǔn)儀測量其相對高差的變化，用以判斷墩柱沉降及不均勻沉降；并采用全站儀定期復(fù)核基準(zhǔn)點的高程變化，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。 監(jiān)測頻率：沉降觀測于墩高每完成 20 米進(jìn)行一次，于主梁每完成兩側(cè)各施工段后進(jìn)行一次，全橋主梁合攏后和全橋完工后各進(jìn)行一次。主墩承臺沉降觀測測點布置圖如下： 承臺3421墩柱墩柱墩柱墩柱 圖 承臺沉降觀測測點布置示意圖 墩柱預(yù)拋高的設(shè)置 高墩在墩身自重及上部結(jié)構(gòu)荷載作用下，會使基礎(chǔ)產(chǎn)生一定沉降，并且在上部結(jié)構(gòu)荷載作用下，墩柱自身會產(chǎn)生軸向彈性變 形，為保證墩頂標(biāo)高在成橋后與設(shè)計吻合，監(jiān)控方通過分析計算，預(yù)測橋梁上部結(jié)構(gòu)施工荷載的加載、橋梁成橋運(yùn)營后施加荷載對墩柱產(chǎn)生的彈性壓縮及基礎(chǔ)沉降量，在墩柱封頂時設(shè)置預(yù)拋予以消除。 主梁線形控制 施工線形控制的目的，一是保證特大橋高精度合攏，二是使成橋線形平順、美觀，符合設(shè)計要求。另外本橋為連續(xù)剛構(gòu)橋，其成橋的線形與結(jié)構(gòu)內(nèi)力也有密切的關(guān)系。通過施工線形監(jiān)控，使結(jié)構(gòu)成橋線形順暢，結(jié)構(gòu)受力合理；在施工過程中出現(xiàn)意外時，對后續(xù)施工步驟進(jìn)行有計劃的調(diào)整，使結(jié)構(gòu)成橋線形盡可能的接近設(shè)計的理想狀態(tài)。 主 梁線形控制實施方案 連續(xù)箱梁橋主要承受彎、剪，主橋施工控制的主要原則是變形和應(yīng)力的綜合考慮，其中以變形控制為主，嚴(yán)格控制各個控制截面的撓度和軸線橫橋向偏移，同時通過理論計算控制應(yīng)力發(fā)展情況。 連續(xù)剛構(gòu)主梁線形控制過程是“施工 → 測量 → 識別 → 預(yù)測 → 調(diào) 第 12 頁 共 33 頁 整 → 預(yù)告 → 施工”的循環(huán)過程。其主要包括為兩個組成部分，一部分是施工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即在橋梁施工過程中通過在橋上設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，實時采集梁體變化資料， 通過對已完成的工程狀態(tài)和施工過程的監(jiān)測，收集結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)參數(shù) ；另一部分是仿真模擬計算系統(tǒng)，結(jié)合實際施工參數(shù)，采用有限元計算 分析軟件，嚴(yán)格模擬施工過程，計算出施工各階段梁體的理想狀態(tài)。 通過理論計算和實測結(jié)果的比較分析、誤差調(diào)整，預(yù)測后續(xù)施工過程的結(jié)構(gòu)的理想狀態(tài)，提出后續(xù)施工過程應(yīng)采取的技術(shù)措施，調(diào)整必要的施工工藝和技術(shù)方案，使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線型處于有效的控制之中，并最大限度地符合設(shè)計的理想狀態(tài)，確保結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，保證在施工過程與運(yùn)行狀態(tài)的安全性。 施工現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)的建立 連續(xù)剛構(gòu)主梁線形控制主要依靠施工控制計算結(jié)合箱梁各節(jié)段各階段標(biāo)高監(jiān)測結(jié)果來完成，箱梁標(biāo)高監(jiān)測是通過對梁體各節(jié)段梁頂、梁底標(biāo)高進(jìn)行實時測量收集，結(jié)合理論計算結(jié)果達(dá) 到控制目的。這就需建立相應(yīng)的施工控制測量網(wǎng)，通過對施工過程中每一梁段標(biāo)高實施監(jiān)測，監(jiān)測施工過程中箱梁軸線位置的變化情況，以保證懸臂施工的懸臂合攏平面誤差控制在設(shè)計要求和規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。 箱梁截面標(biāo)高觀測點布置 主橋高程控制是施工控制項目中的重點，箱梁線形控制以梁體底板控制為主，為了能反映出在各施工階段完成后各梁段的標(biāo)高，每個施工節(jié)段上頂板布置 3 個高程觀測點，中間測點兼作平面線形控制測點，橫向兩個測點有三方面的作用，其一是通過兩個點的撓度比較，可以觀測到箱梁有無出現(xiàn)橫向扭轉(zhuǎn)；其二是同一節(jié)段箱梁上的兩 個觀測可以相互驗證，以確保各節(jié)段箱梁撓度觀測結(jié)果的正確無誤；其三是控制箱梁頂面橫向坡度，使其橫坡偏差控制在允許范圍內(nèi)。測點的埋設(shè)應(yīng)保證其本身的穩(wěn)定性，方便保護(hù)，同時不妨礙掛籃的移動，布置在節(jié)段前端，橫向布置在橋中線上和兩腹板外側(cè)承托與頂板的交點位置，測點采用埋設(shè)φ 18 鋼筋，在垂直方向與該節(jié)段箱梁頂板的上層鋼筋網(wǎng)點焊牢固，并要求豎直，測點露出箱梁混凝土表面 20mm，測頭磨圓并用紅油漆標(biāo)記。箱梁底板亦埋設(shè) 3 個觀測點，分別位于兩側(cè)腹板倒角及底板中心位置，采用φ 18 鋼筋置于梁體底板底部，鋼筋頭高于混凝土表面 12cm，并記錄鋼筋長度，直接測量鋼筋頭標(biāo)高后減鋼筋長度計算梁體底板標(biāo)高。箱梁截面標(biāo)高觀測點布置圖如下圖所示： 第 13 頁 共 33 頁 圖 箱梁截面標(biāo)高觀測布點示意圖 觀測時機(jī)的選擇 數(shù)據(jù)分析時將每一個箱梁節(jié)段施工分為 3 個階段，包括節(jié)段施工前模板調(diào)整、節(jié)段混凝土后、張拉預(yù)應(yīng)力后三個工況。為便于對比，現(xiàn)場測量工作對照計算分析進(jìn)行，施工方進(jìn)行節(jié)段模板立模時，要求偏差不得超過我方控制立模標(biāo)高的177。 5mm，混凝土澆筑后及預(yù)應(yīng)力張拉后的測量結(jié)果作為與理論計算對比的依據(jù)，考察混凝土實際變形與理論計算分析是否一致。梁體標(biāo)高觀測安排在清 晨 5： 00～ 9： 00 時間段內(nèi)觀測并完成，同時記錄環(huán)境溫度和箱內(nèi)溫度，在剛構(gòu)橋懸臂較長狀態(tài)下，溫度對梁端標(biāo)高影響非常明顯，多座大跨度連續(xù)懸臂箱梁撓度 — 溫度觀測試驗結(jié)果表明，在該時間段內(nèi)，懸臂箱梁正好處于夜晚溫度降低上撓變形停止和白天溫度上升下?lián)献冃伍_始之前，是懸臂箱梁溫度 —撓度變形的相對穩(wěn)定時段，可以最大限度地減小溫度對觀測結(jié)果的影響和施工對觀測工作的影響。 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)分析主要是為下一階段施工提供準(zhǔn)確的立模標(biāo)高，懸臂施工中箱梁撓度受多方面因素的影響，數(shù)據(jù)分析包含兩方面的工作，一是對連續(xù)箱梁懸臂澆筑施工過程 中影響橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形的因素理論計算分析，主要有以下幾方面： 橋梁施工的臨時荷載，包括掛籃、機(jī)具、人員重力等； 掛籃幾何變形和彈性變形的影響； 日照影響及箱梁溫度場分布的影響； 混凝土澆注方量的控制； 混凝土實際容重； 混凝土實際彈性模量； 混凝土收縮及徐變的影響； 混凝土參與受力齡期的影響； 預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生的影響； 第 14 頁 共 33 頁 掛籃模板的減少導(dǎo)致自身重量的變化、掛籃拆除； 合攏前懸臂端壓重的設(shè)置及拆除情況等； 其他偶然因素。 二是通過計算分析軟件嚴(yán)格模擬實際施工環(huán)境進(jìn)行的理論分析，結(jié)合施工現(xiàn)場實際跟蹤監(jiān)測資料， 計算出下一階段施工最理想的立模標(biāo)高。 箱梁立模標(biāo)高計算公式如下： iii i g y nH f f f f= + + + 式中： iH ：第 i 節(jié)點的立模標(biāo)高； if ：第 i 節(jié)點的設(shè)計高程； gf ：掛籃幾何變形和彈性變形； iyf ：第 i 節(jié)點的預(yù)拱度； inf ：第 i 節(jié)點后續(xù)梁段施工至成橋在該節(jié)點產(chǎn)生的累計撓度。 成橋預(yù)拱度的設(shè)置 連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控中的線形控制主要是通過合理的設(shè)置預(yù)拱度來 抵消 結(jié)構(gòu)后期所有步驟 對該節(jié)點 產(chǎn)生的撓度。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋以成橋為界，撓度分為短期撓度和長期撓度，結(jié)構(gòu)在施工期間的變形為短期撓度，成橋以后的撓度為長期撓度。設(shè)置施工預(yù)拱度以消除短期撓度；設(shè)置成橋預(yù)拱度以消除長期撓度。相對應(yīng)地，在連續(xù)鋼構(gòu)橋計算分析時會定義三個控制線形，即施工控制線、成橋控制線和設(shè)計線。施工控制線為施工時監(jiān)控方提供的立模標(biāo)高，包含設(shè)計標(biāo)高、施工預(yù) 拱度和成橋預(yù)拱度；成橋控制線為橋梁成橋時的控制標(biāo)高，施工預(yù)拱度已經(jīng)消除，只包含設(shè)計標(biāo)高和成橋預(yù)拱度；設(shè)計線是橋梁投入運(yùn)營 35 年，橋梁混凝土收縮徐變基本完成，橋梁基本完成下?lián)虾蟮臉?biāo)高。成橋 預(yù)拱度的分配方式一般有二次拋物線法和余弦曲線法。根據(jù)有限元分析，連續(xù)剛構(gòu)橋的成橋后主梁最大撓度在跨中附近，彈性變形在中跨 L/4 處產(chǎn)生的變形約為跨中的 1/2，應(yīng)用二次拋物線分配預(yù)拱度時，跨中與 L/4 處的預(yù)拱度比為 3/4，因此，采用二次拋物線分配會導(dǎo)致成橋后橋梁線形在墩頂處不平順，出現(xiàn)尖點，偏離連續(xù)剛構(gòu)橋理論計算值。按照余弦曲 線分配，曲線在各墩頂兩曲線相接處、最大預(yù)拱度處的切線斜率為零，曲線非常平順，在 L/4 處為預(yù)拱度最大處的 1/2，與有限元計算結(jié)果吻合較好。 施工過程中（主梁及墩柱）的應(yīng)力監(jiān)測 第 15 頁 共 33 頁 應(yīng)力監(jiān)測是對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工作狀態(tài)進(jìn)行實時測試，應(yīng)力測試數(shù)據(jù)是施工控制中重要的數(shù)據(jù)參數(shù)，也是評定結(jié)構(gòu)安全性的重要依據(jù)。應(yīng)力測試數(shù)據(jù)偏離計算值過大，要分析原因，并采取有針對性的措施予以調(diào)整，從而保證施工過程中結(jié)構(gòu)的安全。 剛構(gòu)橋應(yīng)力監(jiān)控主要包含墩柱應(yīng)力監(jiān)控及梁體應(yīng)力監(jiān)控兩個部分，通過在墩柱和梁體理論最不利應(yīng)力截面埋設(shè)應(yīng)力監(jiān)控傳感器，并通 過施工過程中的實時應(yīng)力監(jiān)測，可以實時掌握施工過程中結(jié)構(gòu)最不利應(yīng)力截面混凝土隨施工加載的變化情況，判斷結(jié)構(gòu)是否安全，同時通過梁體應(yīng)力的變化還可以大致掌握結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施加效果及損失。 連續(xù)剛構(gòu)應(yīng)力控制包括梁體應(yīng)力控制和墩身應(yīng)力控制。其控制過程仍是“施工 → 測量 → 識別 → 預(yù)測 → 調(diào)整 → 預(yù)告 → 施工”的循環(huán)過程。主要分為兩個組成部分，一部分是施工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即在橋梁施工過程中通過在橋上設(shè)置應(yīng)力測試傳感器采集數(shù)據(jù)。再一個是資料分析仿真模擬計算系統(tǒng)。將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并與理論控制計算結(jié)果進(jìn)行比較，看應(yīng)力測試數(shù)據(jù)與計算 值偏離是否過大，分析原因，并采取有針對性的措施予以調(diào)整，從而保證施工過程中結(jié)構(gòu)的安全。 由于橋梁施工的時間較長，所以，應(yīng)力監(jiān)測是一個長時間的連續(xù)的量測過程，要實時、準(zhǔn)確監(jiān)測結(jié)構(gòu)的應(yīng)力情況，采用方便、可靠和耐久的傳感器件非常重要。電阻應(yīng)變片傳感器只能用于短暫的荷載增量下的應(yīng)力測試，并且使用不便，耐久性差，故一般僅用于輔助應(yīng)力測試與校核。對于適合于現(xiàn)場復(fù)雜情況、連續(xù)時間較長且量測過程始終要以初始零點作為起點的應(yīng)力監(jiān)測，目前基本上均采用鋼弦式傳感器。主要原因是鋼弦式傳感器具有較良好的穩(wěn)定性，自然具有應(yīng)變累計功能， 抗干擾能力較強(qiáng)，數(shù)據(jù)采集方便等優(yōu)點。 應(yīng)力監(jiān)測擬在測試斷面混凝土