预应力混凝土桥梁施工的测控技术应用刍议

2016-08-16彭孝安朱小林

四川水泥 2016年2期

关键词：梁段钢护筒测控

彭孝安朱小林

（四川路桥桥梁工程有限责任公司，成都 610071）

预应力混凝土桥梁施工的测控技术应用刍议

彭孝安朱小林

（四川路桥桥梁工程有限责任公司，成都 610071）

我国道路交通建设发展迅速，其中尤以桥梁的建设发展更加引人注目。预应力混凝土桥梁如今已经成为了桥梁建设的常用模式，而施工测控又是预应力混凝土桥梁建设过程中的重点环节，是桥梁质量的有效保障手段。基于此，本文从预应力混凝土桥梁施工测控技术的基本概念入手，进一步分析测控技术在实际桥梁中的应用。

预应力混凝土桥梁；施工测控技术；应用

预应力混凝土桥梁在我国发展已经颇具规模，已经建成的南京长江二桥、三桥以及江阴大桥等都属于预应力混凝土桥梁。预应力混凝土桥梁一般具有跨度大、结构复杂、施工工艺要求高等特点，在这些环节中存在许多测控技术的问题，值得深入探究。

一、预应力混凝土桥梁施工测控技术简述

预应力混凝土桥梁就是在桥梁中的钢筋和混凝土受到工作载荷之前，通过人工施加外力，以减小桥段内部混凝土结构所存在的拉应力。使之处于压应力环境下，从而在受到工作载荷时，这部分压应力可以与工作载荷产生的拉应力互相抵消。进而避免桥段混凝土结构过早裂缝，有效限制桥段混凝土的拉伸。

在预应力混凝土桥梁的建设过程中进行施工测控，对于整体工程进行有着重大意义。其一是桥梁建设施工中，设计过程较为复杂，施工环节多样，在实际施工中往往难以达到设计要求。因此通过严格的测控控制，可以在最大程度上保证桥梁整体质量；第二，在桥梁建设完成投入使用的过程中，桥梁结构的可靠性与时效性等是关乎桥梁后期生命的重要性能，这些性能只有在施工环节进行施工测量控制，才能在施工环节逐步解决及问题，提升性能。

预应力混凝土桥梁施工测控主要可以从两个方面进行。即准备阶段的测控和施工阶段的测控。准备阶段的测控可以分为全面分析桥梁结构、科学运用线性控制技术和合理选择桥梁形状三步。施工阶段的测控又可以分为管理控制施工人员、管理控制施工材料和管理控制施工现场三个步骤。概而言之，施工测控从桥梁建设的准备阶段就应该形成，并且一直持续到桥梁建设工程结束，期间应该对施工的各个环节，包括设计、人力、物资、施工等多方面因素进行控制，如此才能有效保证桥梁的建设质量及施工进度。

二、预应力混凝土桥梁施工测控技术应用分析

（一）处理分析控制网数据

本文以苏通长江大桥为例进行分析。处理分析控制数据网可以分为首级平面控制网布网精度分析、选择投影带及投影面和确定控制网数据处理权值等步骤。首级平面控制网的精度选择对于不同的桥梁标准是不一样的，苏通长江大桥控制网精度为相邻点位误差不超过±5mm。点位误差一般由字母M表示，计算公式为：，式中m1为最弱点位误差，m2为加密点位误差，m3为施工放样误差，m4为施工误差。投影带及投影面的选择，对于不同的桥梁建设也存在一定的区别，一般情况下两者引起长度变化要控制在10-2.5cm/km范围内。假定地面实测到参考面的变形量为s1，则s1=-Hms/R，式中Hm为归算边超出参考面的平均高度，s是归算边长度，R是参考面的曲率半径。根据该公式就可以计算出相应的投影边形变量，以下为苏通长江大桥投影边形变量数据表。

表1.苏通大桥投影边形变量数据表

由数据表可以看出，s1的值与Hm存在正比关系，随Hm值增大而增大。

确定控制网数据处理权值主要有中误差比值法定权和Helmert方差定权两种方法。中误差比值法定权的基本公式为：V=BX-f，式中V为高差观测值改正数，B为平差模型矩阵系数，X为未知参数，f为平差模型常数项。需要注意的是，单以一种方法确定的权值可能存在偏差，因此在实际中可以分别使用两中方法定权，进而得出两种方法的权值比，更正相应误差。

（二）桥梁基础施工测量技术应用分析

桥梁基础施工测量主要包括了控制点加密方法及精度、钢护筒定位监测数据处理以及钢吊箱沉放过程测量控制等步骤。控制点加密方法较多，主要有角度前交法、边长前交法、边角前交法、边角后交法及角度后交法等；钢护筒是桥梁建设施工的重要环节，并且钢护筒数量较多，直径较大，很难测量其中心坐标。比如苏通长江大桥的主墩中，平均打有160根钢护筒，每根钢护筒的直径达到了2.8米。因此，在测量其中心坐标时，一般采用间接法来测量，即测定钢护筒圆周上的点位，再计算中心坐标。钢吊箱沉放由于受到作业环境以及钢吊箱自身因素的影响，其定位与测量都比较困难。一般定位过程可以分为测量校核吊箱沉放和微调定位两步。其精度分析一般以公式mp2=(D2mβ

2/ρ2)+mD

2来计算，该极坐标法测量图如下。

要使极坐标法的测量精度较高，首先需要测量仪器具有较高精度，其次在测量中合理控制测量距离。

（三）梁段预制形态测控

梁段预制一般有长线法和短线法两种模式，长线法起源较早，运用较多，相关工艺经验累积丰富。而短线法发展较晚，工艺经验累积尚浅，但是其成桥线形良好，质量精度都很高，现在应用比较普遍。

因此，这里主要分析短线法预制梁段的形态测控。预制节段的形态测量可以分为几何控制过程、控制点及测量塔布置、局部坐标系统转换和控制点测量等步骤。几何控制过程主要是改变节段几何尺寸，以调整水平或竖向线形，浇筑出具有精确尺寸的几何线形节段。布置控制点是短线法预制梁段线形控制的主要措施，一般是精确放样梁段上六个控制点，因此相应测量塔必须具有变形小、精度高以及无明显沉降等热点。下图为测量塔布置示意图。