陈裕权

（广州诚安路桥检测有限公司,广东 广州 511400）

0 引言

近年来，随着公路桥梁安全事故的频发，桥梁质量安全成为人们当前关注的重点。为了确保人们出行安全，对桥梁进行定期监测十分必要。墩柱作为桥梁的重要组成结构，承担着来自上部结构的荷载，其工作状态关系到整个桥梁安全运行，因此，该文对官洲河特大桥墩柱变形监测展开深入分析，以期为同行提供参考建议。

1 工程概况

官洲河特大桥位于广东省广州市南部，是南部地区快速路的一座重点桥梁。该桥梁为分离式双幅桥，双向六车道，全长1 785.25 m，桥面全宽34 m，净宽31 m。跨越官洲河水道主桥长378 m，上部结构采用预应力混凝土连续刚构，跨径组合为（99+180+99）m，主桥两侧采用预应力T 形梁过渡，其余孔跨采用预应力箱梁；主桥下部结构采用双薄壁墩，钻孔灌注桩基础，桥墩高21.5 m，墩厚1.8 m，墩宽8.5 m。

考虑官洲河特大桥是2017 建成投入使用，为了能够及时了解、掌握桥梁运营期间在外力荷载作用下桥梁的结构性能与工作状态，对墩柱沉降、水平位移及倾斜进行变形监测，该次以2022 年9 月第3 期墩柱监测为例展开分析。

2 桥梁变形监测实施

2.1 基准控制网点布置

根据桥墩现状情况，在选择基准点位置时，应选在桥梁承压区外，且不能离工作点太远，以免测量误差大。因此，该次墩柱基准点选在桥下区域外，共布设1 个基准控制网（3 个控制点），BM1 和BM3 设在右侧底座基础上，分别距22#墩柱80 m 处和30 m 处；BM2 设在右侧水泥基础上，距22#墩柱65 m 处；控制网点均采用不锈钢测钉，在钻孔后植入植筋胶，并使用红油漆标识。

2.2 墩柱沉降测点布设

桥梁墩柱作为整个桥梁的支撑结构，考虑外部荷载作用下，基础土体会出现扰动变形透过墩柱传递到上部结构，从而引起桥梁的整体变形。为此，通过对桥梁的墩柱进行沉降监测，能够及时掌握桥梁的变形情况，其监测结果可以作为评判桥梁安全状态的重要依据。该次结合桥墩现状情况，将墩柱顶部和底部选为沉降测点，沿着桥墩的纵、横轴线布设在外边缘，该次共设置24 个测点。

2.3 墩柱水平位移测点布设

由于墩柱所处位置存在一定的淤泥层，随着河床积淀势必会对墩柱的水平位移产生一定影响，为了能够掌握墩柱在不同条件下的水平位移情况及其发展规律，该次监测点选在墩柱顶部和底部，共布设24 个水平位移测点，并在水平位移监测点埋设监测标志。

2.4 墩柱倾斜监测点布设

墩柱作为桥梁下部结构的重要组成部分，其工作状态关系到整个桥梁的运行安全。为此，墩柱需要具备足够的强度和稳定性。但随着交通量的与日俱增，超运输量和超载现象频发，地基土层在外力荷载下出现松动、墩柱出现变形、倾斜现象。在此背景下，对桥梁墩柱进行倾斜监测已刻不容缓。考虑官洲河特大桥墩柱出水面较长，该次将测点布设在墩柱上，共12 个测点，且每个观测点均采用膨胀螺丝钢钉打入结构，然后再用植筋胶加固粘贴。

3 监测结果分析

3.1 平面基准网测量结果分析

该工程基准控制网采用三角网方式建立，按二等平面控制网技术要求，采用导线测量方式进行施测，观测仪器使用全站仪。为了能够提升施测质量，确保观测精度，该次将BM1和BM2 作为常用基准点，BM3 作校核基准点，观测采用测回法，每个测站观测数不少于4 个测回。在观测过程中，一旦发现基准点存在异常立马采用BM3 进行校核[1]，以便可以精确地测定桥梁的平面位置。在观测结束后，需马上对观测的数据进行平差，当测量成果达到控制网等级精度后即可进行独立网的布控，并以BM1 点为坐标原点，X轴顺着桥梁的方向为正，Y 轴则以横着桥梁的方向为正，以此获取平面控制网的监测数据。经测量，官洲河特大桥梁平面基准网测量结果稳定，可正常使用。

3.2 墩柱沉降监测结果

该次墩柱沉降监测采用三角高程测量法，观测前，需安装单棱镜，并调整好高度，视线高度及离开障碍物的间距需大于1.3 m。通过角度和距离计算出工作基点与墩柱沉降测点之间的高差，当2 次测量所计算的高差的较差符合《建筑变形测量规范》（JGJ8—2016）精度要求规范时，可取其平均值作为最终高差值。该次结合墩柱各时期观测结果，绘制出墩柱的沉降曲线图（见图1），该次沉降监测结果见表1。

图1 官洲河特大桥累计沉降曲线图

从监测结果得知，桥梁墩柱2022 年沉降量介于-3.9～5.7 mm 之间，最大沉降变形点发生在SR17#~2 点和SL18#~1 点[2]。可见，该次墩柱沉降监测累计值范围在-5.0～4.4 mm，最大沉降在SL17#~2 点，最大上升在SL18#~1 点，均属于正常范围内，无明显突变。

3.3 墩柱水平位移监测结果

为了能够及时监测墩柱水平方向上的移位，避免位移过大，降低桥梁的稳定性，该次监测使用全站仪，按照平面精度要求采用极坐标法进行水平位移监测[3]。通过顺水流方向进行水平位移监测，并对所监测的数据进行记录，结合各时期监测数据绘制墩柱水平位移曲线图（见图2），监测结果见表2。

表2 官洲河特大桥墩柱水平位移监测结果

图2 官洲河特大桥累计水平移位曲线图

从监测结果可以看出，该次监测发现墩柱存在横向、纵向位移现象，横向位移监测累计值范围在-7.1～4.7，纵向位移监测累计值范围在-7.1～8.8 mm 之间，最大位移在SL17#~2 点，位移数值属于正常范围内，无明显突变情况。

3.4 墩柱倾斜监测结果

该次墩柱倾斜变形观测仪采用全站仪配徕卡小棱镜，按照相关规范要求采用极坐标法对墩柱顶部及底部两点坐标进行测量，通过坐标反算，计算出墩柱上标志中心位置投影到下标中心位置之间的倾斜方向，并将测出的坐标及高程数值换算成倾斜率，通过利用公式α=arctg(s÷h) 便可计算出墩柱的倾斜度。根据各时期倾斜监测数据，绘制出墩柱倾斜监测曲线图（见图3），监测结果见表3。

表3 官洲河特大桥墩柱倾斜监测结果

图3 官洲河特大桥累计倾斜曲线图

从墩柱倾斜监测结果可以看出，该次墩柱倾斜范围在-0.33‰～0.35‰之间，最大倾斜点在QL21#点，倾斜数值均属于正常范围内，并无明显突变情况。

4 结论

通过对官洲河特大桥的墩柱进行变形监测，从监测结果可以看出，当前桥梁墩柱并无明显突变情况，墩柱各方面处于正常工作状态。为了桥梁的安全运行，建议定期对官洲河特大桥平面、高程控制网点、墩柱沉降、水平位移及倾斜观测点进行维护；同时，桥梁还需按照现行《公路桥涵养护规范》（JTG5120—2021)中相关规范要求，对桥梁进行养护维修，严禁超载超限车辆通行，以确保桥梁运营安全及稳定性。