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摘要 針對京杭運河特大橋主橋的特點，介紹了其施工監(jiān)控的目的和意義、施工監(jiān)控的計算方法、施工監(jiān)測的內(nèi)容。提出在施工監(jiān)控中標高、索力以及應變測試時應注意的事項，介紹了斜拉橋合攏施工的工作流程及后續(xù)工作應注意的問題。
關鍵詞 斜拉橋 施工監(jiān)控 立模標高 索力 應變 合攏
中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：
工程概況
京杭運河特大橋位于江蘇省揚州市境內(nèi)，橫跨京杭運河，是江都至六合高速公路上的控制性工程。京杭運河特大橋主橋為雙塔雙索面混凝土斜拉橋，孔跨布置為28.5m+79.5m+248m+79.5m+28.5m，邊跨設有輔助墩。主梁為雙向預應力混凝土結構，截面為邊主梁形式,，邊主梁之間用橫梁及橋面板相連，橋面板厚度為30cm，主梁頂面設2%雙向橫坡，斜拉索采用扇形索面布置。
施工監(jiān)控的目的和意義
京杭運河特大橋主橋為雙塔雙索面混凝土斜拉橋，主橋支撐體系采用半漂浮體系，在邊墩、輔助墩墩頂處設縱向活動支座，單側(cè)橫向約束；在主塔處設縱向活動支座，橫橋向設有橫向支座。結構較為復雜，為了確保主橋在施工過程中結構受力和變形始終處于安全的范圍內(nèi)，且成橋后的主梁線形符合設計要求，結構恒載內(nèi)力狀態(tài)接近設計期望，在主橋施工過程中必須進行嚴格的施工控制。
斜拉橋作為大跨度高次超靜定結構，所采用的施工方法、材料性能、澆筑程序、立模標高以及斜拉橋的安裝索力等都直接影響成橋的線形與受力，且施工現(xiàn)狀與設計的假定總會存在差異，為此必須在施工中采集需要的數(shù)據(jù)，及時掌握結構實際狀態(tài)，并通過計算，對澆筑主梁立模標高和斜拉橋的安裝索力給以調(diào)整與 控制，以滿足設計的要求。
通過施工過程的數(shù)據(jù)采集和優(yōu)化控制，在施工中逐步做到把握現(xiàn)在，預估未來，避免施工差錯，盡可能減少索力調(diào)整工作量，縮短工期，節(jié)省投資。
施工監(jiān)控的計算
采用橋梁通用有限元分析軟件Midas/civil 2010復核設計計算所確定的理論成橋狀態(tài)和施工狀態(tài)，同時結合通用有限元軟件橋梁博士3.0來進行塔柱和主梁施工過程中的空間局部應力分析。通過對全橋各施工工況進行空間模擬分析，并提出各施工控制工況下主梁線形、索塔的變形、斜拉索內(nèi)力及相關位置的應力狀態(tài)。結合施工過程中測得的各階段主梁、索塔內(nèi)力（應力）與變形、斜拉索索力等數(shù)據(jù)，考慮溫度的影響，隨時分析各施工階段主梁、索塔內(nèi)力和變形、實際索力與設計索力預測值的差異并找出原因，提出修正方案，避免誤差的積累，以確保成橋后全橋內(nèi)力狀態(tài)和線形與設計保持一致。
現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容及注意事項
標高測量
標高測量是整個大橋各塊段施工時的立模標高按照理論計算結果給出。由于斜拉橋跨徑大、懸臂長度較大，白天在日照的作用下，主梁的上表面溫度較高，混凝土產(chǎn)生膨脹，而主梁下表面的溫度相對較低，從而使懸臂端部有下?lián)献冃蔚内厔?，并且白天主梁、斜拉索以及索塔的溫度場不均勻，所以立模時要盡量避免溫度的影響，選擇在溫度較低并且溫度場比較穩(wěn)定的凌晨進行。
索力測量
京杭運河特大橋在施工時，斜拉索分三次張拉：第一次張拉是在掛籃處于空載狀態(tài)下進行，第二次張拉在澆完塊段一半混凝土之后進行，第三次張拉在塊段混凝土澆完并養(yǎng)護達到強度之后進行。第一次張拉時由于索力比較小，且掛籃處于空載狀態(tài)，斜拉索的垂度效應最明顯，這時候測量索力往往比較困難，應以張拉千斤頂?shù)挠蛪罕碜x數(shù)為主要參考，第二、三次張拉時斜拉索的索力較大，能比較方便的用索力儀測出索力。和標高測量一樣，索力測量也要盡量避免溫度的影響，選擇在溫度比較低且溫度場穩(wěn)定的時段進行
應力測試
混凝土斜拉橋在施工時的應力測試非常重要，它能及時反映橋梁在施工時是否處于安全狀態(tài)。斜拉橋施工中的主梁應力測試是一項長期的、艱苦的現(xiàn)場監(jiān)測工作。我們經(jīng)過長期使用大量的不同類型的應變測試元件進行測試分析，認為針對混凝土結構選用振弦式應變計測試結果較好，且長期的穩(wěn)定性也較好。對于不同截面可選用不同壓應變量程的應變計，受拉區(qū)采用振弦式鋼筋應變計。京杭運河特大橋采用了國產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)振弦式應變計，實際測試過程中，必須在試驗段混凝土內(nèi)埋入應變計以消除非應力應變，同時對徐變應力進行較為準確的計算，以便掌握混凝土的實際應力狀況。
邊跨和主跨的合攏
邊跨和主跨合攏是整個大橋施工的關鍵環(huán)節(jié)，合攏質(zhì)量的好壞關系到成橋狀態(tài)的好壞，主跨和邊跨的合攏應引起高度重視。整個合攏工作主要有合攏前的準備工作、合攏口混凝土澆筑以及合攏后的養(yǎng)護。合攏前主要工作有：對合攏口兩側(cè)的標高、合攏口寬度等進行2至3天的連續(xù)觀測，作為合攏施工依據(jù)；進行合攏段鋼筋綁扎（不綁緊）、預應力管道安裝、預應力穿束；設置合攏壓重水箱，在低溫穩(wěn)定時段鎖定合攏支撐架。合攏時的工作有：在低溫穩(wěn)定時段澆筑合攏口混凝土，同時同步釋放壓重水箱中的水，保證合攏口在澆筑混凝土時受力平穩(wěn)。合攏后的工作有：對合攏口混凝土及時灑水養(yǎng)護，保持合攏口混凝土處于濕潤狀態(tài)，待混凝土達到指定強度后，拆除合攏支撐架，并進行合攏口預應力張拉。
京杭運河特大橋施工監(jiān)控結果
主梁線型
京杭運河特大橋成橋后在比較均勻的溫度場下測量了橋面標高，橋面標高測點位于兩側(cè)邊主梁橋面處，全橋主梁標高實測值與理論值很好的吻合，兩者誤差很小，均控制在20mm以內(nèi)，整體線型平順。從圖4可以看出，5年后全橋主梁線型高于設計線型，符合收縮徐變對主梁標高的影響規(guī)律，達到了監(jiān)控目標。
索力
京杭運河特大橋成橋后實測索力值與理論值吻合較好，相對誤差都控制在理想范圍內(nèi)（±5%以內(nèi)），斜拉索受力合理。
主梁控制截面應變
大橋成橋后應力測量結果與理論計算基本吻合，結合大橋合攏時測得的應力，可知全橋結構受力安全，處于理想狀態(tài)。
6. 結語
1）在混凝土斜拉橋的懸澆施工中，當前施工梁段斜拉索的分次索力和標高的全過程控制同等重要，它將決定相鄰梁段線型的控制精度；對長索用傳感器進行標定可減少外界因素的干擾，提高測力的精度。
2）立模和第三次張拉時，同步實測溫度場（特別是索、梁溫差等）有利于設計參數(shù)的準確識別；跟蹤監(jiān)測主梁中關鍵截面的應變，不僅對主梁應力安全起預警作用，而且還可對理論的收縮、徐變參數(shù)進行校核。
3）根據(jù)理論分析結果：后期混凝土的收縮和徐變將對大橋有較大影響，會使中跨主梁向下變形，塔頂水平偏位向中跨增加，這是正常的。建議管理單位在運營過程中加強后期的長期觀測，密切關注斜拉橋的各項參數(shù)變化，定期檢測，確保京杭運河特大橋主橋在設計使用期限內(nèi)處于一個良好的運營狀態(tài)。
