邹 骋

（上海浦东工程建设管理有限公司，上海 201210）

0 引言

为完善城市快速交通路网骨架，满足城市空间的拓展及交通发展的相应需求，优化地区路网、改善地区交通和环境，在快速化改建工程施工中较为常见的特殊工况，是在既有桥梁上新建跨线桥施工，本文通过分析总结济阳路（卢浦大桥-闵行区界）快速化改建工程 1 标在施工过期中，对既有桥梁川杨河桥进行结构变形监测数据进行分析总结，以供同类工程参考。

1 工程概况

工程位于浦东新区济阳路（卢浦大桥～闵行区界），济阳路北起卢浦大桥引桥（K 2+412），南至闵行区界（K 9+473），全长约 7.06 km，道路规划红线 45～70 m。道路断面形式采用主线高架桥结合地面辅路，道路主线高架采用双向六车道，地面辅道主干路采用双向六快两慢、次干路路段采用双向四快两慢，主要建设工程内容:高架桥梁、地面道路、雨污水开槽排管、标志标线、信号灯等附属工程。工程为上海南北高架向南延申段新建工程，施工主线横跨川杨河，需在原川杨河桥上新建快速路高架桥，新建高架与现状川杨河桥设计效果图如图1 所示。

图1 新建高架与现状川杨河桥效果图

1.1 川杨河桥概况

现状川杨河桥于 2003 年建成，已经安全运行20 年，桥总长 444.6 m 共 19 跨，除东、西两幅 7 #～10 #孔采用 30 m 预应力混凝土简支 T 梁外，其余桥跨均为预应力简支空心板梁，吊装施工涉及新建高架桥跨径组成 67 m+80 m+67 m 共计 214 m。设计荷载等级为汽车—超 20 级、挂车—120。

1.2 新建高架桥概况

川杨河桥段（JYL 47～JYL 50）主线钢梁吊装采用双机抬吊（见图2、3），吊机采用 QAY500 型汽车吊，单台汽车吊自重约 96 t，钢梁自重约 153 t，实时总荷载约345 t。钢箱梁安装施工区域处于济阳路沿线地面交通道路上，吊装设备的工作平台位于现状川杨河桥上，交通流量大，各联分段钢梁吊装需夜间进行，并封闭道路交通，施工文明要求高。本工程钢桥粱跨度大、非标段桥面宽，构件运输进场难度大，现场分段吊装构件多，现场拼装、焊接工作量大。

图2 分段钢梁吊装工况示意图（单位：mm）

图3 川杨河桥标准断面（单位：mm）

2 荷载试验

川杨河桥在钢结构吊装时，临时支架支点支撑在川杨河桥地面桥上。为确保在吊装施工期间既有川杨河桥结构安全，对川杨河桥 30 mT 梁跨桥梁进行荷载试验，通过试验了解川杨河桥在设计荷载作用下边梁和次边梁的在跨中部位的垂直位移，作为吊装施工过程中老桥T梁跨中挠度的监测控制值。

2.1 静载试验的测量断面与测点位置

2.1.1 测试断面

依据桥梁结构汽车荷载弯矩包络图（见图4）选取控制断面测试该桥在各加载工况下的跨中的垂直位移。

图4 上部结构汽车荷载弯矩包络图

2.1.2 测点布置

垂直位移测试断面为 S1 断面，测点布置在变形最大的 1#～3#T 梁下马蹄底面，全桥共计 3 个测点。测试断面和测点具体位置如图5、6 所示。

图5 桥梁各控制断面位置

图6 S1 断面垂直位移测点布置图（单位：cm）

2.2 静载试验的试验荷载

2.2.1 加载车辆

根据 JTG/T J21－01－2015《公路桥梁荷载试验规程》规定，荷载试验的效率系数宜介于 0.95～1.05。根据规范规定关于静载试验荷载效率的要求及各测试断面的设计荷载量，本次试验使用 4 辆总重为470 kN 左右的四轴重车进行加载，并实时进行监测垂直位移的变化。

2.2.2 车辆加载位置确定

试验车辆纵向加载的位置，是由各个测试断面的位移影响量来确定的，选用一定重量的重车分别停靠测试断面的不同位置，通过观测垂直位移变化量，确定垂直位移变化最大处。经过多次测试数据确定跨中变形较大，桥梁板不同位置垂直位移量曲线如图7 所示，经过测试验证确定车辆平面加载位置如图8 所示。设计规范》梁式桥主梁产生的最大挠度不应超过计算跨径的 1/600 的规定。

图7 S1 断面垂直位移影响线

图8 S1 断面车辆加载平面位置图（单位：cm）

图9 监测点平面布设示意图

2.3 静载试验的结果

在试验荷载作用下，跨中断面在试验荷载作用下梁底垂直位移最大值发生在 2# 梁，垂直位移值为 -9.8 mm，满载工况时 1#～3# 梁位移基本相同。两次重复加载时各测点的垂直位移值基本一致。满足规范JTG 3362－2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵

3 监测方案

3.1 监测点布置

本工程监测点布置原则主要依据 GB 50982－2014《建筑与桥梁结构监测技术规范》的要求，为了解施工对既有川杨河桥桥梁板的挠度影响，现对位于新建桥墩48#～49# 中间的 3 跨桥梁板进行挠度监测，根据收集资料显示每跨东西两侧共计 6 块桥梁板，在每一跨桥梁板的两端和中间布设垂直位移监测点，共计布设 36 个位移点如图4 所示。采用带锂电池的进口冲击钻在桥梁板上钻孔，钻孔孔径约 26 mm，钻孔完成后将沉降标插入孔内，再用锚固剂将钻孔缝隙回填，完成垂直位移监测点的埋设［1-5］。

3.2 垂直位移观测

在川杨河桥两端各设置 1 个工作基准点，同时在相对稳定区域设置 1 个水准基准点，通过引水准基准点到工作基准点，以建立垂直位移监测基准网。本项目采用独立高程系，垂直位移控制网测量参考 DG/TJ 08－2001－2016《基坑工程施工监测规程》相应等级的水准测量要求执行。在垂直位移观测实施前，首先对各监测点的初始高程进行测定，经过观测 3 次测值取平均值为监测点初始值［6-11］。垂直位移观测采用固定人员、固定仪器，固定架站位置以确保观测的准确可靠，垂直位移变化量计算公式如式（1）所示。

式中:ha为累计变化量，hb为本次变化量、H0为初始高程，H1为本次高程，H1′为上次高程。

3.3 数据计算

桥梁板单跨监测点布设如图10 所示，计算模型如图11 所示，每布设 3 个垂直位移监测点为 1 组挠度监测，通过 A、B、C 三点的垂直位移累计变化量，结合 A、B、C 三点间的间距计算出该桥梁板的挠度值，如式（2）所示。

图10 挠度监测点布置示意图

图11 挠度计算示意图

式中:SA、SB、SC分别为 A、B、C 三点的垂直位移量，mm；LAB、LBC分别为 A、B 及 B、C 之间的水平距离，m。

4 监测数据分析

4.1 桥梁板垂直位移监测

如图12、13 所示，吊装施工期间（2020 年 6 月7 日～2020 年 7 月 14 日），桥梁板垂直位移变化较为明显，其中在跨中吊装施工期间（2020 年 7 月 2 日～2020 年 7 月 8 日）垂直位移数据最大，发生在监测点R20，累计垂直位移量为 -11.87 mm，跨中吊装完成后数据恢复至 -6.75 mm，荷载完成卸载后末期监测数据 -2.25 mm，相对残余位移比率为 19 %，满足相关规范容许值≤20 %。

表1 垂直位移监测末期累计量汇总表 mm

图12 垂直位移监测特征点历时曲线

图13 垂直位移监测特征点历时曲线

4.2 桥梁板挠度监测

如图14、15 所示，吊装施工期间（2020 年 6 月 7日～2020 年 7 月 14 日），桥梁板挠度变化较为明显，其中在跨中吊装施工期间（2020 年 7 月 2 日～2020 年 7 月8 日）挠度数据最大，发生在监测断面 R19-21，挠度为 -9.34 mm，跨中吊装完成后数据恢复至 -3.24 mm，荷载完成卸载后末期监测数据-1.20 mm，相对残余位移比率为 12.8 %，满足相关规范容许值≤20 %。

表2 挠度监测末期累计量汇总表 mm

图14 挠度监测特征点历时曲线

图15 挠度监测特征点历时曲线

5 结语

大跨度箱梁吊装施工监测成果表明，最大垂直位移量发生在监测点R20，累计垂直位移量为-11.87 mm，计算可得挠度为-9.34mm，未达到静载试验最大挠度值。末期监测数据垂直位移量恢复到-2 mm 左右，相对残余位移比率为 19 %，说明川杨河桥具备较好的弹性恢复能力，施工期间对川杨河桥影响符合预期范围。根据本项目特殊复杂环境以及施工中的技术方案，可为以后类似工程提供很好的工程借鉴经验。