如何做好大跨度桥梁悬臂法施工监测控制

一、施工控制影响因素分析

悬臂浇筑施工过程中，对桥梁内力和线形造成较大影响的因素主要有下列几个方面，排除这些影响因素，测试结果才更具可靠性，正确指导施工。

截面特征参数

桥梁施工可能存在截面尺寸误差，这种误差将直接导致截面特征参数（截面面积、截面惯性矩等）的误差，控制过程中通过结构变形和内力的实时监测数据对截面特征参数进行动态修正并作误差分析。

材料特性参数

材料特性参数主要指材料的弹性模量E，对于混凝土材料来说，弹模在施工过程中会有一定的波动，在桥梁施工计算中要按照实测值进行分析。

温度及混凝土收缩徐变

温度变化对桥梁结构的内力和变形有较大影响，但桥梁结构中的温度场的影响比较复杂，一贯作法是通过定时观测（如每天早晨日出前进行观测）来尽量减小温度影响。混凝土收缩徐变与桥梁结构的形成历程有着密切的关系，在混凝土桥梁结构中，混凝土收缩、徐变对结构的内力与变形都有明显的影响。

荷载参数

荷载参数主要是指结构构件自重力（容重）、施工临时荷载和预加力。对于悬臂施工预应力混凝土连续梁，由于容重变化、涨模等原因引起的构件自重变化经常发生而又没有一定的规律。由于施工组织不合理材料堆放引起的施工临时荷载，也会有较大的误差。对于结构体系中的有效预加力，由于预应力损失的变化也常常引起不小的误差。

二、悬臂挂篮法施工监控要点

1、主梁结构设计参数的测定

根据大桥所在的自然环境、施工材料、施工工艺及方法情况，需测定的参数如下：

(1)混凝土弹性模量(必须试验确定)；

(2)混凝土容重(必须试验确定)；

(3)混凝土收缩徐变系数；

(4)材料热胀系数；

(5)施工临时荷载(主要是挂篮自重)。

2、施工监测的准备工作

（1）挂篮和托架试验

按照不同梁段的重量与施工荷载（模板、钢筋及施工人员重量等），分别计算挂篮的相应变形。挂篮变形要通过内力加载法进行预压试验获得，加载次数及加载量要尽量接近实际，每级荷载持续时间不少于三十分钟。试验结果整理成挂篮的荷载—挠度曲线图，实测弹性及非弹性变形值。

边跨现浇段支架和主跨的0号块托架，在投入使用前要进行静载试验，试验时分级加载，试验后逐级卸载，分别测定各级荷载下的变形值。

3、测量控制网的建立

测量控制网由平面控制网和高程控制网组成。主桥轴线及里程、高程均根据全桥三角网点和水准网点，采取两次闭合测量复核确定。监测基准点应建立在主跨的0号块上，在箱梁纵向布置不少于2个。每个悬浇梁段设5个测点，在箱梁横向对称布置，测点布置在顶板前端面15cm处。各施工梁段的测点既为箱梁平面位置的控制点，又为标高控制和变形观测的控制点。

各测点标志均用16mm直径螺纹钢筋制作，钢筋长度按箱梁顶板的实际厚度放样，钢筋露出梁面混凝土2cm，露出端上部加工磨圆并涂上红漆。各测点应严格按照规定的位置埋设，测点钢筋必须与箱梁顶板中上、下层钢筋网焊接牢固，其底端要抵紧底板的底模板，在混凝土施工时严禁踩踏、碰撞。

4、悬浇施工控制测量

（1）平面控制

主墩施工完成后，测量放样永久性支座和临时支座的轴线，按设计和规范要求施工支座垫石。利用墩身模板及预埋件搭设托架并铺设0号、1号块底模，待调整至设计标高后，在底模上放样施工点位（箱梁地板边线和中线），支设侧模及翼板底模，并放样翼板边线。0号、1号块施工完成后，分别在两侧梁顶上放样挂篮定位、行走方向点，然后安装挂篮。2号及以后梁段施工时，在已拼装好的挂篮下纵梁上铺设下一梁段底模，并根据已浇筑混凝土断面里程大致调整底板标高，放样施工点位：

a.底模放样点位

横桥向：每个梁段放样箱梁中心线及两侧底板边线共3个点。

纵桥向：根据施工梁段不同，间距3m或3.5m放样一个断面。

b.翼板放样点位

横桥向：箱梁部分钢筋绑扎完成后，待翼板模板安装完成并调整标高后，放样翼板边线。

纵桥向：与底板所放样点位里程保持一致。

（2）高程控制

a.0号和1号块标高主要利用托架顶部的垫梁、分配梁、底梁来进行调整。

b.2号及以后梁段的标高主要利用挂篮的吊杆来进行调整：

c.每一梁段施工完成后，将挂篮前移一个施工节段。挂篮就位锚固后，通过后长吊杆和后短吊杆将下纵梁的后侧，临时锚固在上一节段的混凝土端部，使底模紧贴于上一节段混凝土。下纵梁的前侧就要利用挂篮前长吊杆进行调整标高，吊杆材料一般为Φ32精轧螺纹钢，调整时用千斤顶将吊杆的顶部顶起，然后根据调节量将螺纹钢顶部的螺母调松或调紧，直至达到设计标准为止。

d.翼板和内模的标高，就要利用挂篮的前短吊杆调整其内导梁和外导梁，使标高符合设计要求。

e.梁段预应力波纹管和钢筋的定位，主要由箱梁底模向上量取。

f.混凝土浇筑前，在箱梁顶板钢筋网上焊接竖向钢筋头，使钢筋头顶部标高与考虑预拱后的桥面标高相同，钢筋头布置成5×5m方格，并在横桥向用Φ12钢筋连接，浇筑混凝土时，用铝合金长杆沿连接钢筋刮平整，确保混凝土顶面高程符合设计。

g.合龙段是箱梁施工线形控制的重点和难点。施工前先对已完成梁段进行联测，以确定合拢段的立模标高。合龙时,在正常的施工的情况下，在合龙时两侧的标高一般都在施工规范内，配重的作用只是消除施工引起的应力，保持悬臂两端平衡。

另外，需要注意的是，平面及高程监控中，底板的高程也要监控，且在底板设置监测点。每节段箱梁施工时，立模标高都需要调整，以保证最后合龙时刚构桥底部线形流畅。而且由于底部的线形对桥梁的外观影响很大，所以不能有明显错台、折角。

（3）箱梁应力监测

主梁应力监控直接关系到结构的安全，是结构安全的预警系统。由于桥梁混凝土材料的非均匀性和不稳定性，受设计参数的选取（如材料特性、密度、截面特性等参数）、施工状况的确定（施工荷载、混凝土收缩徐变、预应力损失、温度、湿度、时间等参数）和结构分析模型等诸多因素的影响，结构的实际应力与设计应力很难完全吻合。因此，在实际测试中通过模拟计算，能得到施工全过程的应力包络图，从而掌握箱梁结构的实际应力状态。通过应力理论值与实测值的对比和分析，成为参数估计、状态预测和结构调整的重要依据。

（4）箱梁温度监测

该测试项目主要针对箱梁在较长悬臂状态和各孔合龙前、后阶段，因气温变化、日照高温差对悬臂箱梁的变形影响显著，结合箱梁变形监测进行的温度测量。温度测量采用酒精温度计进行24小时的定时观测，并与相应变形观测同步进行。温度观测和相应变形观测的记录要一一对应，并整理出时间—挠度变形的曲线，原始记录一律归档保存。

（5）桥墩基础沉降观测

桥墩基础沉降观测是箱梁悬臂施工监控的组成部分。观测点设在各墩的承台上，每个承台设2个测点。根据施工进度情况，应在以下工况进行监测：0号、1号块施工完毕，每孔最大悬臂长度梁段施工前，每孔合拢前、后，主梁施工完成三个月后。

5、测量监控的重要时段

（1）箱梁每一梁段悬臂施工过程中，在以下工况应进行挠度和高程的控制测量：挂篮就位立模板时，浇筑混凝土后，纵向预应力张拉后。同时，应进行以下2种工况的箱梁平面中线位置控制测量，即：挂篮就位及立模板后，浇筑混凝土后。对于以上工况，除对当前施工梁段进行测量外，同时还应对已施工完成的梁段进行联测，以得到梁段的累计实际变形。

（2）合龙段的高程观测应按以下6种工况进行实测：临时支座约束解除后、劲性骨架安装前、浇筑混凝土前、后，张拉部分预应力后，劲性骨架解除后、张拉完所有预应力后。在浇筑合拢段前，还应对已完成最大悬臂长度的梁段进行温度变化及相应挠度变化的24小时监测。

（3）测量观测的时间，应尽量安排在早晨太阳出来前完成，以减少温度的影响。