大跨度桥梁结构施工控制过程中的变形控制研究

大跨度桥梁结构施工控制过程中的变形控制研究

武董

山东省交通规划设计院山东济南250000

摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了大跨度桥梁结构施工技术的飞跃，研究其变形控制问题对于提升整体的施工效果具有极为关键的意义。本文介绍了变形监测技术内容概述及监测方法，分析了桥梁变形监测原理，提出了变形监测技术在桥梁监测中的应用策略，望对相关工作的开展有所裨益。

关键词：大跨度桥梁；结构施工；变形；控制

1前言

随着大跨度桥梁结构施工条件的不断变化，对其变形控制提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2变形监测技术内容概述及监测方法分析

2.1变形监测技术内容概述

变形监测技术的本质便是测量，主要是利用监测技术对被监测的桥梁对象所存在的位置空间进行准确定位，还可以利用变形监测技术对桥梁内部结构形态随时间推移发生的变化规律进行研究，从而使得在桥梁工程施工过程中，可以根据监测数据进行合理安排，为施工质量提供保障[1]。因此，在桥梁监测中利用变形监测技术可以确保工程项目的整体质量。

变形监测技术能对桥梁工程项目的安全性进行客观的分析与评价，将其参数、设计进行合理设置，同时还可以根据施工质量，对桥梁的变形特点做出分析，通过预估的方式对桥梁变形进行预报。桥梁变形监测的主要方法便是利用工程测量的相关知识以及先进的测量手段，借助精密的测量仪器、设备，在桥梁水平、垂直的两个方向，对其变形的程度进行定期、不定期的监测，从而对桥梁的整体性能进行判断。

2.2变形监测技术方法分析

在变形监测技术中主要有以下几种方法：第一，大地测量法。大地测量法属于变形监测技术中比较传统的监测方法，其主要是利用桥梁的测边角与水准网作为主要方式，对桥梁的变形情况进行分析。这种监测方法已经被应用多年时间，技术发展得较为成熟，且测量准确度较高、成本较低。但极易受到天气等各方面因素的影响，利用人工进行操作，使得劳动强度较大[2]。第二，摄影监测法。这种监测方法主要是基于地面摄影的测量办法，可以将其利用在距离较小、范围较小、高度较低的范围内进行监测，如对大型桥梁利用这种监测方法，则会出现分辨率较低的情况，从而使得监测范围受到严重限制。第三，GPS变形监测法。这种方法是近几年来新兴的监测技术，主要是采用平面控制网布设、基准站布设等步骤，可为大型桥梁工程提供动静结合的持续监测，在降低劳动强度的同时，还能降低施工成本，却可大幅提升监测结果的准确性。

3桥梁变形监测原理

3.1桥梁变形的分类

桥梁变形按其类型可分为静态变形和动态变形。静态变形是指变形观测的结果只表示在某一期间内的变形值，它是时间的函数。动态变形是指在外力影响下而产生的变形，它是表示桥梁在某个时刻的瞬时变形，是以外力为函数来表示的对于时间的变化。

3.2桥梁墩台的变形监测

桥梁墩台的变形监测包括墩台的垂直位移监测和水平位移监测。墩台的垂直位移监测主要包括墩台特征位置的垂直位移和沿桥轴线方向（或垂直于桥轴线方向）的倾斜监测。各墩台在上、下游的水平位移监测称为横向位移监测，各墩台沿桥轴线方向的水平位移监测称为纵向监测。

3.3塔柱变形监测

斜拉桥、悬索桥须重点关注塔柱变形监测，塔柱变形监测包括塔柱顶部水平位移监测、塔柱整体倾斜监测、塔柱体挠度监测以及塔柱体神缩量监测。

3.4桥面变形监测

桥面变形监测包括桥面挠度监测以及桥面水平位移监测。桥面挠度是指桥面沿轴线的垂直位移情况，桥面在外界荷载的作用下将发生变形，使桥梁的实际线形与设计线形产生差异，从而影响桥梁的内部应力状态。过大的桥面线形变化不但影响行车的安全，而且对桥梁的使用寿命有直接的影响。桥梁水平位移主要是指垂直于桥轴线方向的水平位移，桥梁水平位移主要由基础的位移、倾斜以及外界荷载（风、日照、车辆等）引起。

4变形监测技术在桥梁监测中的应用策略

4.1工程概况

为了更好地探讨变形监测技术在桥梁监测中的应用策略，该文将以某市高速公路桥梁的监测数据为例，对其实施方法进行阐述。

某市高速公路全线距离中共有99座桥梁[3]，总体长度可以达到45.35km。其中立交匝道桥的总长度为12.8km，9座跨桥的长度超过1.1km。在该次监测工作中，主要对某市高速公路跨桥进行监测，从而得到桥梁整体结构在使用过程中的变形数据。

4.2桥梁沉降监测

在对其进行沉降监测的过程中，要先将沉降观测点、观测网设置完成。在该工程项目中已经将全部的沉降观测点设置完成。其中出现损坏的部分则要重新设置，同时要结合桥梁的整体实际运行状况在其桥墩底部进行补充设置。选用闭合水准路线、符合水准路线对观测网进行设置。与此同時，还将四等要求作为标准，对观测点的精确度进行了严格控制，观测网则按照三等水准的要求执行。接下来便开始进行沉降监测工作，主要选用了精度较高的水准仪。在该文工程中利用的是DINI12型号的高精度数字水准仪，在正式使用之前对其进行了校正。在实际进行沉降监测的过程中，除了要遵循上述的几项原则之外，还要对路线、人员、仪器进行固定。在开始监测之前要对工作基点进行严格检查，确保其可靠性，然后便可以正式开始沉降监测工作。

4.3承台水平监测

在对该桥梁进行承台水平监测的过程中，主要选用的测量仪器是TCA2003型号的全站仪。主要是由于在控制点的位置并没有使用强制对中装置，因此无法满足二等平面位移监测的准确度要求。最终选择了埋设观测墩的方法对这一问题进行了解决。在对观测点以及基线夹角进行监测的过程中，主要选用的是方向观测法，在监测之后将各个观测点的坐标进行计算，并将结果与第一期互相进行比较。

4.4监测结果分析

由于受到各种外界因素的影响，在最终得到的监测数据中可能会存在一定的误差。因此，便需要对监测得到的数据进行检核，才能最大程度减小误差对最终桥梁变形分析的影响。通常来说，可采用野外粗检查、室内细检核的方法等。

在梁、墩之间运用板式橡胶支座进行施工，通过支座和梁、墩接触面上的摩擦力将梁体上的水平力向桥墩进行传力，此时该水平力主要是指车辆制动力及温度影响力等，不仅会导致墩顶有水平位移出现，而且板式橡胶支座也会有剪切变形形成。当桥梁体水平力完成之后，梁体暂时处于固定状态，通过轴力和墩身自重的制约，墩顶则继续会有附加变形产生，促使板式支座有传递水平力的功能向墩顶变形抵抗功能的转变，应先将支座原有的剪切变形进行恢复，使其注浆逐渐达到反力目的。

5结束语

通过对大跨度桥梁结构施工变形控制问题的研究，我们可以发现，该项工作理想效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从客观实际出发，充分利用既有优势资源与条件，研究制定最为符合实际的变形控制实施方案。

参考文献

[1]姚海敏.大型桥梁结构变形监测应用研究[D].中国地质大学（北京）.2016（21）：88-89.

[2]耿璐，苏进星.桥梁变形监测方法应用研究[J].公路与汽运，2015，03：192-195.

[3]高三娥.变形监测技术在桥梁施工中的应用[J].科技创新导报，2009，16：101.

[4]陈开利，郑纲.大跨度钢箱梁斜拉桥索梁锚固区传力机理[J].中国铁道科学.2005（04）.