荔波官塘斜拉桥施工监控技术研究

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摘要：介绍了荔波官塘大桥施工监控工作的主要内容，运用有限元软件“Midas Civil”建立了大桥模型并进行了计算分析，同时对实测数据与理论数据进行比较。

关键词：施工监控；斜拉桥；线形；应力监测；数据比较；索力

1、工程概况

荔波县官塘大桥位处荔波县城区东面，樟江大桥下游800m官塘大道上，是连接荔波县城时来坝片区与老城区的重要桥梁。桥长180m，桥梁起点桩号K0+030.5，终点桩号K0+210.5。跨径布置为85+85m双拱式独塔双索面PC双主梁式斜拉桥（无引桥）。桥梁设计等级为公路-Ⅰ级，桥面总宽32m，双向四车道。

2、施工控制方法

2.1 计算方法及原理

计算采用桥梁工程专用的结构分析与优化设计软件Madis Civil 建立施工控制仿真分析模型。模型的主要部分斜拉索采用桁架单元，塔、墩、梁采用梁单元。全桥离散为860个节点，517个单元。其中主梁共362个单元，塔97个单元，斜拉索共54个单元。通过该软件对本桥进行监控，确保斜拉桥索力、线形和内力分布合理，满足设计和规范要求。

2.2 应力监控

该桥应力测试采用是钢弦式和表贴式应变计测试。在索塔根部安装表贴式应变计，以便监测索塔根部应力，同时在塔座混凝土中埋设混凝土应变计进行应力监测。根据理论计算，官塘大桥的应力测点布置如下图1：主梁纵向应力监测断面布置在悬臂端和2号节段的末端，每个截面在肋梁的顶、底板及中间各布置1-2个应力监测点。

应力监控从应变计安装后开始，逐段监测，在每节段混凝土浇注前、后；钢索塔安装前、后；预应力筋张拉前、后；斜拉索张拉前、后；一直到成桥阶段。

2.3 索力控制

施工阶段斜拉索的索力状况是影响成桥的内力和线型的重要因素之一。目前可供现场索力量测的方法主要有三种：压力表量测法、压力传感器量测法和振动频率量测法。本桥斜拉索为一次张拉，索力控制难度较大，采用等值张拉法张拉并严格控制油压，张拉完成后采用索力动测仪对每根斜拉索的索力进行复测来保证满足设计要求。

3、监控结果

3.1 线形控制

在斜拉索全部张拉完，支架全部拆除的工况下，对全桥桥轴线标高进行了实地测量，见图2所示。通过对实测和理论高程进行对比分析，高程误差基本控制在规范允许的误差范围内，除少数点外，其余测点控制较好。工程中有些高程实测值与理论值偏差较大的原因有以下几点：（1）理论计算中系数是按规范进行输入的，与实际工程施工情况有一定的差别。（2）施工中的测量误差对高程也有影响。

图1 应力测点布置 图2实测高程与理论高程对比

3.2 应力控制

3.2.1 主梁应力控制

对小里程主梁的1号，2号截面进行应力分析，工况为斜拉索全部张拉完，支架全部拆除。实测值与理论值如下表所示。

表1 小里程方向截面应力值 表2索塔截面应力值(压为正，拉为负,单位为MPa)

3.2.2 索塔应力控制

对小里程索塔的1号，2号，3号，4号截面进行应力分析，工况为斜拉索全部张拉完，支架全部拆除。实测值与理论值如表2所示。可以看出，主梁的顶部和底部，索塔截面的实测值与理论值的差值均在1Mpa左右，且处于受压状态，说明现阶段桥梁的受力较好，结构安全可靠。

3.3索力控制

利用有限元软件Midas Civil可以计算出理论索力值，在斜拉索全部张拉完，支架全部拆除的工况下的实测值与理论值分析和比较，绘制柱状比较图如图3、4所示。

图3上游索力实测值与理论值对比图4下游索力实测值与理论值对比

从实测数据与理论数据对比结果可以看出，除下游水平索Z0实测值与理论值误差达到7.8%以外，其余斜拉索误差均在5%以内，误差均在可控范围内。

4、结语

斜拉桥施工监控主要分为三个部份：主梁的线形和应力的控制，索塔的位移和应力的控制，斜拉索索力的控制。本文运用有限元软件“Midas Civil”建立本桥模型并进行计算分析，并对实测数据与理论数据进行了对比分析，从现场采集的实际数据和理论数据对比中可以看出主梁线形顺畅，结构受力符合设计，主梁安全可靠，满足设计和施工的要求。本文为同类异型斜拉桥的施工监控提供了参考。

参考文献：

[1] 范立础. 桥梁工程(下册)[M]. 北京: 人民交通出版社, 2001.

[2] 匡树钧. 斜拉桥施工监控技术[J]. 山西建筑, 2008, 34(8): 333-334.

[3] 徐君兰. 大跨度桥梁施工控制[M]. 北京:人民交通出版社, 2000.

作者简介余洋（1984-），男，重庆市人，重庆交通大学硕士研究生。

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