长沙理工大学 桥隧施工监控及质量检测
图3 永顺县不二门大桥桥型布置立面图
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5.1.2 桥梁施工阶段划分及梁段施工程序
箱梁每个梁段施工程序：
⑴ 安装挂篮就位； ⑵ 立模，测立模标高，； ⑶ 绑扎钢筋骨架； ⑷ 浇筑箱梁砼；
⑸ 测标高；
⑹ 待砼强度达到85%后，先张拉竖向预应力，后张拉纵向预应力束； ⑺ 测标高；
⑻ 移动挂篮，进行下一段的施工； ⑼ 对已张拉的预应力孔道及时压浆
5.1.3 施工仿真计算
计算程序采用空间杆系计算分析程序，严格按上述施工阶段划分及梁段施工程序进行仿真模拟。施工监控是个循环过程，必须根据测量、分析结果反复计算，这就牵涉到计算参数的不断修正，使计算模型更接近实际结构。在计算初期，一般采用设计参数或经验参数。计算参数如下：
主梁混凝土：C55混凝土，容重26.5kN/m3，弹性模量3.45E+4MPa； 墩身混凝土：C40混凝土，容重26.0kN/m3，弹性模量3.25E+4MPa； 墩身混凝土：C30混凝土，容重26.0kN/m3，弹性模量3.0E+4MPa； ④桥面混凝土铺装r=25kN/m3； ⑤桥面沥青混凝土铺装r=23kN/m3；
⑥预应力钢材：15.24mm低松弛钢绞线弹性模量E=1.95E+5MPa，标准抗拉强度Ryb=1860MPa，张拉控制力=0.75Ryb=1395MPa。 ⑦挂篮重量根据施工单位提供数据取800KN。
结构计算有限元模型见图4，全桥共有168个单元，168个节点。初步计算结果如下：
①在悬臂施工过程中，主梁混凝土最大压应力为11.73MPa，无拉应力出现，满足规范要求；
②合龙后，主梁混凝土最大压应力为14.34MPa，无拉应力出现，满足规范要求； ③考虑施工和运营状态，施工中主梁的最大预拱度约为100mm。
以上数据为初步计算结果，在施工过程中会随实际情况改变，现场监控数据以监控指令方式传递。
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图4 永顺县不二门大桥结构计算全桥有限元模型图
图5
永顺县不二门大桥结构计算最大悬臂状态有限元模型图
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图6 永顺不二门大桥施工控制流程图
5.1.4 施工监测的方法和具体内容
施工监测是施工监控中非常重要的一个环节，施工监测是为施工监控服务的，所进行测试内容也是围绕施工监控进行的。为了保证整个施工监控的顺利进行，需要进行如下测试内容： ⑴ 施工过程中的应力监控
本桥的应力监控如下： （1）测试方法
目前，砼的应变测试有多种方法，其中电阻式应变计长期观测效果差；光纤光栅应变计由于仪器太贵仍未普及；而振弦式应变计由于使用频率作为输出信号，特别适用于恶劣环境下的应变长期观测，其稳定性好，测试方便，精度高。
施工过程中控制截面的关键点位采用振弦式应变计，采用振弦检测仪JMZX-300及VU-403（精度：1με）测试。所有的测试元件都应有可靠的标定数据。
（2）测点布置
为做好大桥施工监控，确保大桥安全、正常施工和运营，必须测定主梁和桥墩控制截面的混凝土应变在施工过程中的变化情况。应力应变测试断面的测点布置如下：
（1）桥墩底部位置（承台上来2米的横截面位置），布置见图9； （2）主梁的根部位置，布置见图7； （3）主梁L/2跨的位置，布置见图8； （4）主梁L/4跨的位置，布置见图8；
图7 主梁根部横截面测点布置图
图8 主梁L/2跨、L/4跨横截面测点布置图
图9 桥墩底部横截面测点布置图
⑵ 施工过程中箱梁的线型监控
测定主梁挠度、主梁轴线偏差和桥墩位移的变化情况，主要观测混凝土浇筑前、浇筑后及预应力张拉后各控制点的线型等。箱梁的线型监控如下：
① 测点布置
当前施工梁段砼达到强度前测点临时布置在挂篮底模的最前端处，上游、中轴线、下游各布一个，共三个，这三个点是立模标高的观测点，断面中心测点同时也作为主梁轴线偏位的测点。同时在每个悬臂浇筑梁段的顶板处设置三个主梁标高控制测点，分别布置在梁段前端顶面的两侧和断面中心处，距箱梁最前沿约10cm的距离。待砼达到一强度后，测定顶板测点标志与挂蓝上立模测点间的高差，已施工完梁段的后续测量就全部转移至梁顶测点上。测点须用短钢筋预埋设置并用红漆标明编号，测点钢筋露出混凝土表面5cm。施工方一定要注意埋设在顶板的钢筋头测点的保护工作，所有梁段的钢筋头测点在桥面铺装之前不能被损坏。
为了确保桥面的平顺性，以利于桥面铺装的顺利实施，在控制梁底标高的同时，要同时控制梁高、桥面横坡和桥面的平整性。
② 测试方法
用精密水准仪DNA03（精度：0.01mm）测量测点标高，用高精度全站仪监测主墩上临时水准点标高。
主梁立模定位应尽量回避温度影响，一般在日出前完成测试工作。
5.1.5 监控效果
前后历经七年，在建桥各方的共同努力下，不二门大桥监控工作已顺利结束。在桥梁施工过程中，建桥各方严格执行“监控实施细则”的相关规定，合理安排工序作业时间，积极配合施工监控工作。从实测数据来看：
1. 上部结构箱梁线形平顺，符合设计要求；
2. 实测应力与理论值吻合良好，误差均在2Mpa以内。
监控工作保证了施工过程中结构受力的安全，取得了预期的成效。
5.2 张罗公路王村特大桥 5.2.1 工程概况
王村大桥为张家界至罗依溪二级公路的一座大型钢管混凝土桥梁，孔径布置为（2×13+200+5×13），设计荷载为：汽—20级，挂—100级。拱桥部分矢跨比=1/5，矢高40.426m(未计预拱度时之矢高)，拱轴系数m=1.543。每片拱肋由4Φ750×12mm的钢管用缀板缀条组成四肢式钢管混凝土格构柱结构，拱肋腹杆钢管规格Φ300×10mm，平联钢板厚度δ=10mm；横撑主弦管规格Φ=500×10mm，横撑腹杆钢管规格Φ250×8mm，均为16Mn钢。两条拱肋的中心距为14m，拱肋间共设置10道横撑，每道横撑为空钢管构成的桁式梁。拱上立柱采用Φ800×10mm钢管，管内浇筑50号微膨胀混凝土，拱上立柱通过预埋件与拱肋和横梁焊接牢固，横梁为预制钢筋混凝土构件，吊杆采用热挤聚乙烯防护吊杆，低松弛镀锌钢绞线，吊杆间距6.5米，锚具采用LM型冷铸镦头锚，下端为固定端，上端为张