探讨大跨度预应力混凝土桥梁线形监测和预拱度控制方法研究_建筑

摘要：大跨度预应力混凝土桥梁在线性监测以及预拱度控制方法方面，还有很大的探讨空间。如何保障大跨度混凝土桥梁的施工安全和施工质量，需要对桥梁的预应力进行线性监测以及预拱度控制，保障桥梁的施工要求和施工质量，满足混凝土桥梁的施工要素，保障桥梁的使用寿命，确保安全的施工结构，使桥梁在使用过程当中满足使用要求。本文就大跨度预应力混凝土桥梁的线性监测和其预拱度控制方法的研究进行初步探讨，以期对将来的桥梁施工和桥梁安全有一定的基础参考价值。
关键字：大跨度预应力线形监测预拱度控制方法

随着社会经济、政治、文化水平的不断提高，交通运输安全性的提高，作为用来沟通河岸两边交通、信息沟通的桥梁业的要求也越来越高，对桥梁线性的控制也在社会中受到越来越重要的关注。在桥梁的种类方面，不仅出现了梁式桥、索桥，还有斜拉桥以及钢架桥和拱桥等，来适应不同的河面要求、地理环境对于桥梁的要求。在施工阶段也会遇到桥梁梁板安装以后，有时也会出现跨度超出预计高度的问题，使桥面总体达不到预先的要求，为以后的施工和成本预算增加了难度，而且因为与预计不附，也会影响到以后的使用，影响到桥梁的寿命。
一、大跨度预应力
1.1含义
大跨度桥梁是指桥梁空间跨度横向超过60米或18米以上的桥梁结构，这是一种三维立体空间结构体，它在受到压力时，会进行三维受力。预应力是指在工程的施工结构中，为了满足对于负载的要求，对所要承受负载的钢筋或线形结构，增加预压应力，从而在外部提高施工结构的强度和刚度，减少在使用阶段，由于振动，而造成的施工结构的变形或走样，缓解钢筋等施工结构的受压力，延迟受损时间，延长施工原件的使用寿命。因此预应力的应用在桥梁的建造和使用过程中很普遍。
1.2作用
大跨度桥梁由于具有三维受力效果，因此在受到同等大小的外力时，比其他桥梁分具有受力更加合理化、在身重量更轻化、造价更加低廉化以及结构形式更加多样化的特点。在目前已经受到很大的使用。预应力由于在外部提高了桥梁的施工结构的刚度和强度，因此可以在桥梁的使用过程当中帮助桥梁自身具有更好的压力承受，从而更好的保护施工结构的使用质量。
二、线形监测
2.1 含义
线形监测是指针对桥梁的下线形进行监测，在这个过程当中，需要对所监测桥梁的横向和纵向均进行测量和控制。主要由拱轴线以及标高控制这两方面组成。线形监测是完全独立于施工测量的一个个体，它依据桥梁的长度、桥梁的跨度以及桥梁跨度的相应的结构形式，选择对应的平面监测区域对监测范围内的桥梁线形结构进行监督和测量。
2.2步骤
在进行线形监控时，可以在施工阶段进行监控。为了保障整个施工阶段的线形质量的保证，对整个施工阶段分为多个阶段进行。而在每个阶段进行完毕之后，需要对各个阶段的施工结果进行实时测量，以确保施工过程中的线形保证。测点布置[1]，就是对线形监测所要测量的地方进行划分，之后依据不同的测量点，制定相应的测量方法和手段、仪器、人员的安排，进行分人、分器材、分时间的进行测量，可以有效的提高检测质量和效率。控制指标[1]，要对测量结果进行与图纸和预定方案的对比与核对，进行监测指标的合理控制，以保证监测的准确与合理。最后要对监测的结果进行监测结果的分析。对于监测结果的分析可以分为：竖向位移监测、纵向位移监测、应变监测、以及箱梁外观监测[1] 。而对于线形监测来说，监测结果分析重点在于对竖向、横向位移的监测结果进行合理分析，实现施工效果与预期效果的再现。
2.3 作用
在现代桥梁的建造中，由于桥梁建造技艺的不断发展，混凝土桥梁，因为在施工材料和施工手段上的优势，在桥梁建设过程中，受到越来越多的使用。而对于混凝土桥梁来说，特别是大跨度的混凝土拱桥桥梁，它的拱形结构，其主要依赖于缆索对于桥面的吊装进行拱形呈现，因此对拱桥线形的每条缆索进行实测，以保证每条缆索的标高和实际要求相符，或拱轴线所在的位置满足要求，并且通过这些来调整扣索的动态保证，因此进行桥梁平面线形检测是桥梁验收和质量控制的重要环节[2]。
三、预拱度
3.1 含义
预拱度是指为了抵消在桥梁本身（包括桥梁本身的梁、桥梁的拱、以及桥梁的钢性结构等）的使用过程当中由于外来力，即桥梁负载作用下所产生的桥梁的弯曲度，而在进行桥梁的施工阶段，或是桥梁的制造阶段所预留的与桥梁本身结构所受外力作用时产生位移，即弯曲度相反反方向的校正位移。影响预拱度的因素有：桥梁结构的弹性变形，混凝土结构由于温度或是共振所产生的弯曲度；以及零件接头处由于挤压而产生的塑性形变等等。
3.2 控制方法
为了使成桥后的实际线形达到预期的效果,就必须加强对主桥的标高控制,而连续刚构桥标高控制的关键是对每个节段的立模标高进行控制, 要求每个节段的标高控制到位,各施工工况引起的变形与预期值相符,不产生偏差累积。立模标高的确定有2 种方式: 绝对高程立模标高控制以及相对高程立模标高控制[3]。之后，针对立模标高过程中的相关问题和数据进行施工过程中立模标高的修正[3]。这个阶段中包括两个方面的纠正：挠度的分析和模型数据参数的调整。进行完立模标高的相关修正之后，要针对修正后的数据进行实际线形控制结果[3]。进行预拱度的控制，可以在一定程度上保证桥梁使用时所产生的结构形变和弹性形变，延缓桥梁结构的受损程度，增强桥梁构建的强度和钢度，延长桥梁的使用寿命。因此，桥梁预拱度对于桥梁的使用来说具有重要意义。
3.3 作用
大跨度连续刚构桥悬臂施工过程中, 由于混凝土弹性模量实测值与理论值存在差异, 混凝土实际容重与理论取值不完全相同, 混凝土收缩徐变以及施工时环境温度与理论计算不一致等因素, 导致桥梁成桥后的实际线形与设计线形发生偏差。因此,为了保证成桥时的实际线形满足设计要求, 就必须在桥梁悬臂施工过程中对桥梁的立模标高进行控制。以浑水河大桥为工程背景, 介绍预应力混凝土连续刚构桥的立模标高控制的原理和方法。浑水河大桥工程概况如下: 浑水河大桥总长467. 73 m, 主桥为三跨一联单箱单室预应力混凝土变截面箱型连续刚构, 桥孔布置为65 m+ 120 m+ 65 m。主桥分为2个“ T” 构, 采用挂篮悬臂现浇法分段对称、独立施工。通过对位移监测数据的分析，各项监测内容基本都在控制指标范围内,可以得到如下结论:在梁体“顶升”过程中,各竖向位移测点的位移基本一致,表明梁体脱离支座后,基本保持同步整体上升[3]。

结语：
大跨度预应力混凝土桥梁由于自身的优势，不仅自身重量轻，价格便宜，而且具有更优良的应力反应，因此受到越来越多的关注。如何对其进行线形监测和预拱度控制，以便使桥梁的施工和使用过程都更加符合人们的要求，以及地理环境的要求，是桥梁监测的重要问题。文中我们就大跨度预应力混凝土桥梁的线形监测和预拱度控制方法的研究进行相关探讨，以期是桥梁建设更好地为人类服务。

参考文献：
[1]何任远张军雷.大跨度预应力混凝土连续梁桥顶升施工监控.科技资讯.2010(19)：
[2]王月杜素云.全站仪在斜拉桥面线形检测中应用.山西建筑.2011，1(3)：200
[3] 朱晓艳刘争翟鹏程.大跨度连续刚构桥施工预拱度控制研究.建材世界.2009(4)：74-76