《探讨武汉长江二桥北引桥维修的施工监控[桥梁检测与加固]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探讨武汉长江二桥北引桥维修的施工监控[桥梁检测与加固]（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、总第 3 期 武汉长江二桥 I L J 桥维修的施工监控 9 武汉长江二桥 北 引桥 维修 的施工监控 王 志 鸿 中铁 大桥局股份有限公 司武汉分公 司 湖北 武 汉 4 3 0 0 5 0 摘要 结合武汉长江二桥北引桥维修加固工程的施 工监控 介绍该桥维修施工监控 监测结果 通过在典型断 面上布置监 测点来 监 测桥 梁结 构状态 临时 施工 荷 载 的变 化 为维修工程提供 比较准确的预测和服务 关键 词 连续梁桥 连续刚构桥 预应 力混凝土结 构 裂 缝 挠度 监测 施工监控 1 概述 武汉 长 江 二 桥 全 长 4 6 7 8 m 其 中 正 桥 长 1 8 7 6 1 I T I
2、 宽 2 6 5 m 维修加 固区域包括 正桥汉 口 北侧 引桥跨径布置为 7 6 0 m 预应力混凝 土 连续梁 8 3 1 3 0 4 1 2 5 I T I 预应力混凝土连续 刚 构 该桥主梁全断面为直腹式双箱单 室 按桥梁 中 心线左右对称布置 中间有宽 5 0 c m的后浇合龙带 两箱室净 距 6 n 3 箱 室底 宽 6 8 IT l 顶板 按 双 向 1 5 9 5 横坡布置 桥型示意见 图 l 本次维修内容主 要包括 增设体外预应力束 粘贴钢板和碳纤维布 安装腹板劲性骨架 钢桁架 裂缝处理 施工顺序 依次是修补腹板 内外裂缝 设置体外预应力体系的 钢锚块 安装转向支架 钢桁架
3、等及张拉预应力 粘 贴腹板 内外钢板 粘贴底板下面碳纤维布 最后安装 腹板内侧劲性骨架l 1 维修加固施工过程中 原有结构已经产生 了大 量的裂缝 结构刚度有所下降 在维修 工程结束前 即桥梁的承载能力得到恢复和提高前 施工荷载增 加较多 体外索张拉导致梁体 内力有所调整 锚固区 产生较大的局部应力等原 因 对结构安全产生一定 的影 响 因此 通过 对 从 开始 进 场施 工 到预 应 力 张 拉完成阶段的桥梁线形 混 凝土应力 裂缝及预应力 体系的监控检测 确保加固过程中的桥梁结构安全 2 施工监控计算 采用中交院 QJ X 桥梁静力线性计算程序 对 武汉长江二桥北 引桥结构 的单幅桥进行静
4、力分析计 算 单元划分以施工节点为主 其中 7 6 0 m连续 梁共分为 1 4 3个节点 1 4 2 个单元 8 3 4 1 3 0 1 2 5 I l l 连续 刚构共分为 1 0 8 个节点 1 0 6个单元 3 施 工监控 内容及 方法 3 1 挠 度监 测 挠度监测采用 D S Z 2 精密水准仪配合测微器按 照国家二等水准测量要求测量竖向挠度 在桥面连 续梁墩顶 跨 中 1 4跨 处 连续 刚构墩顶 主跨跨 中 1 4 跨 和边跨跨 中等部位布置监测点 在不同 的工况下测量各监测点的数值 通过计算得 出挠度 值 为箱 内结构施工提供数据 3 2混凝土应力及裂缝监测 应变采用温度 自
5、动补偿钢弦式应变计测量 采 用植筋锚 固技术安装在混凝土上 测试断面选取箱 梁的跨中 1 4跨断面 裂缝监测采 用表面应变计 在每一联结构下游箱梁的支点至跨 中断面之问的腹 板上选取 2条宽度最大的裂缝 跨缝安装表面应变 计 在结构应力 变 测试时进行裂缝监测 确定 裂 缝宽度是否变化 同时仔细观察有无新裂纹产生 3 3 体外预应力张拉应力监测 旦里旦 7 6 0 m连续梁 5 1 8 0 4 0 0 1 8 0 5 m斜拉桥 1 2 5 1 3 0 8 3 m 6 5 1 2 6 6 5 连续刚构 连续梁 图 1 桥 梁立面示意 收稿 日期 2 9 一O 7 2 3 作者简介 王志鸿 1 9
6、 8 0 男 助理工程师 2 0 0 2 年毕业 于中南大学测量工程专业 工学学士 1 O 桥梁检测与加固 2 0 0 9 年第 2期 武汉长江二桥箱梁的体外预应力设计是在箱梁 内通过梁端支点处的横隔墙 转向支架组织锚固 转 向 从而构成上 下游箱室对称布置 的体外预应力 束 体外预应力束采用空间布置形式 其中北侧 7 6 0 1T I 连续箱梁体外 预应力束 全联分为 3段 每 段每侧布置 4 束 分上 下游对称分布 O 2 号墩段 T W 1 TW4 2 5号 墩 段 TW5 T W 8 5 7 号墩段 T W9 TW1 2 在 2号 5号墩墩顶处形成 交错 O 2 号墩段 5 7 号墩段
7、体外索固定于 0号 墩 7号墩端支点处 在 2号 5号墩墩顶穿过横隔板 后一端张拉锚固 2 5号墩段体外索穿过 2号 5 号 墩顶横隔板后两端张拉锚固 北侧 8 3 1 3 0 1 2 5 m连续刚构体外预应力束 全联也分为 3段 为 7 A 型锚固块 转向支架 8号墩段 TI T 4 8 1 0 号墩段 T5 T8 9 1 0 号墩段 T5 T1 2 在 8号墩墩顶形成交错 7 8 号墩段体外索 固定于 7号墩端支点处 在 8号墩墩 顶穿过横隔板后一端张拉锚 固 8 1 0号墩段 9 l 0号墩段体外索 固定于 l 0号墩横隔板 在 8号 9 号墩墩顶穿过横隔板后一端张拉 9 1 0号墩段每
8、 箱室布置 8束 其中 4 束与 8 9 号墩段 T S T 8 4 束为通长束 所有体外索均为左右对称分布 7 6 0 m连续梁预应力布置示意见图 2 E 2 2 监控主要采用在锚具和千斤顶之间安装压力传 感器及在锚固块处布置应变计 测 量在不同加载等 级下的有效应力值 和锚 固块的变形 并分析应力损 失的原因 B 型锚 固块 0 号 墩 转 向 器 辖 器 2 号 墩 a 立面 l 转 向 器 l l 再 转 器 l l 转 器 转 向 器 f I r 掘 又 N N I t IIA 小I 7 1I 型锚固块 r J I l l 1 L 且 ll W 4 施工监控过 程及 问题分析 b 平
9、面 图 2 7 6 0 i n连续梁预应力布置示意 4 1 挠度监测 在体外预应力张拉之前 实时监测桥梁 的挠度 变化 在体外预应力转 向 锚 固装置施工阶段 部分 转向器和所有的钢锚固块都安装在梁端支点的横隔 墙上 在安装之前首先要在横 隔墙上开 4个或者 8 个直径 3 0 c m左右 的圆孔 为 了保证桥梁 的安全 维修施工阶段桥面未封闭 在横隔墙开孔阶段 实 时监测桥梁的挠度变化 前期每天监测 1次 后期 为监控体外束张拉改为每 3 d监测 1次 成果起算 点采用武汉大学成果作为起算点 将监测成果绘制 成结构关键部位变形 曲线 如图 3 所示 从图 3可以看出 由于温度 施工荷载变化和
10、桥 面通车影响 结构变形 曲线并不平滑 呈波折形 但 整体趋势是波折向下 即结构关键部位高程有下降 趋势 4 2 混 凝土应 力及 裂缝 监测 在结构体外预应力张拉前 为监测桥梁在施工 内 矿 峰 I 藤 辩 4 1 8 s1 5 O 纂 蒸蒸 4 9 5 s 3 s 一 兰三 4 9 5 2 5 图 3 结构关键部位高程变化 过程中的应力及裂缝变化情况 及时发现施工中可 能出现的异常情况 保证桥梁结构安全 根据要求 每天对结构关键部位的应变和裂缝进行监测 由于 桥面未封闭交通 施工荷载等影响 无法准确监测混 凝土应力及裂缝变化 但是在波折起伏 的变化中 通 过监测异常的应力和裂缝 突变 可
11、以及时发现桥梁 结构异常 也给下一步的安全施工提供帮助 总第 3期 武汉长江二桥北引桥维修的施工监控 1 1 4 3 体外预应力张拉监测 4 3 1 体外预应力体系 为了保证体外预应力 的张拉效果 主要 控制 2 个方面的施工质量 严格控制预应力设计线形及 预应力长度符合设计要求 经过对箱室现状全面测 量后发现 由于维修设计未考虑桥梁下挠 端支点横 隔墙处原横向预应力等 因素影响 无法完全按照维 修设计图的布置进行测量放线 根据现状测量数据 和原横隔墙横向预应力布置图以及考虑到预应力张 拉后精确安装腹板 内侧纵 向钢桁架的需 要 对设计 的预应力线形进行微调 保证每束预应力的线形基 本跟设计一
12、致 平 竖弯角变化不大 严格控制 钢桁架 锚固块的安装精度和质量 锚固块和钢桁 架是体外预应力体系中惟一与混凝土结构有联系的 构件 担负传力和转向的重要任务 4 3 2 体外预应力张拉监测 4 3 2 1 体外预应力张拉变形监测 在体外预应力张拉过程中分别对连续梁和连续 刚构的上 下游监测点进行观测 连续梁测点的高程 变化如表 1 表 2 所示 表 1 张拉 0 7号墩体外预应 力束 连续梁主梁上游高程变化 mi D 测 量 位 置萋 茗 耋 誉 O l 号墩跨 中3 4 0 3 9 0一O 5 0 5 3 0 4 9 0 0 4 0 1 2 号墩跨 中 2 3 5 2 8 0一O 4 5 3
13、 1 0 3 5 0 0 4 0 2 3号墩跨 中 3 6 5 3 O 0 0 6 5 4 1 5 3 8 O 0 3 5 3 4号墩跨中 3 0 5 2 4 0 0 6 5 3 6 o 3 1 0 0 5 0 4 5号墩跨中3 4 0 3 O 0 0 4 0 4 4 5 3 8 O 0 6 5 5 6号墩跨中 2 5 0 2 7 0 O 2 o 2 9 0 3 5 0 0 6 0 6 7号墩跨中5 2 O 3 9 0 1 3 O 7 2 O 4 9 0 2 3 0 髓位 置 嚣 O 1 号墩跨 中3 6 5 3 9 0 0 2 5 5 5 0 4 9 0 0 6 0 1 2号墩跨中 2 5
14、5 2 7 0一O 1 5 3 0 5 3 5 0 0 4 5 2 3号墩跨中3 2 o 3 o o 0 2 0 4 2 5 3 8 O 0 4 5 3 4号墩跨中3 6 0 2 4 0 l 2 O 3 9 5 3 1 0 0 8 5 4 5号墩跨中 3 1 5 3 O 0 0 1 5 3 9 5 3 8 O 0 1 5 5 6号墩跨 中2 4 5 2 7 0 0 2 5 3 0 5 3 5 0 一O 4 5 6 7号墩跨中 4 2 0 3 9 0 0 3 0 6 1 0 4 9 o 1 2 0 从连续梁上 下游监测点高程变化分析 体外预 应力张拉过程中 上 下游各跨跨 中挠度均有上拱 实测最
15、大上拱 7 2 mm 最小 2 9 1T I I T I 实测值 与理 论值的差值有正有负但 比较接近 可见结构线形变 化趋势与理论分析结果较为吻合 监测数据表 明 箱梁在体外预应力束张拉后 线形得到一定改善 施 工基本达到设计预期的效果 连续刚构测点的高程变化如表 3 所示 表 3 张拉 7 1 0号墩体外预应力束连续 刚构主梁上 下游 高程变化 mm 测量位置 张拉至设计值5 O 张拉至设计值8 O 张 拉至 设计值1 实测值 理论值 实测值 理论值 实测值 理论值 7 8 号墩上游跨中一0 8 0 3 9 0 1 4 O 6 3 1 2 8 0 3 5 0 8 9 号墩上游跨中 o 6
16、5 o 3 0 2 2 0 o 4 8 4 8 o 2 5 0 9 1 O 号 墩上游 跨中8 2 0 9 8 O 1 3 7 0 1 5 7 3 2 1 3 0 1 8 7 0 7 8 号 墩下游跨中一0 7 5 3 9 0 1 3 0 6 3 1 2 8 0 3 5 o 8 9 号墩下游跨中一O 0 5 o 3 0 3 3 5 o 4 8 5 4 0 2 5 0 9 1 O 号墩下游跨中8 2 5 9 8 0 1 5 5 5 1 5 7 3 2 1 2 1 1 8 7 o 从表 3 数据分析 在体外预应力束张拉后 结构 实测 变 形 值 与 理论 变形 值 比较 接 近 从 8 O 1 0 0 张拉阶段 挠度变化的实际测试值与理论值大 体上一致 结构在体外预应力束全部张拉作用下挠 度变化的实际测试值与理论值 比较吻合 虽然观测 值受到行车振动等因素影响 但整体上看 体外预应 力束加 固效果较为明显 4 3 2 2 体外预应力张拉应力监测 1 锚 固块位移监测 在体外预应力张拉过程 中对 5号墩下游 5 个 B型锚 固块变形监测点进行观 测 连续梁测点的相对位移变化如表 4所示 表
