淺談阿蓬江特大橋平面變形監(jiān)測技術(shù)
2015-06-23
1 工程概況
阿蓬江特大橋位于包茂高速公路重慶轄區(qū)黔江―酉陽段，橋幅為分離式；起點(diǎn)樁號左幅為K1869+011，終止樁號為K1869+527，右幅為K1869+012，終止樁號為K1869+525，橋梁全長為509.12m。橋平面位于直線段及Ls-130m、R-600m 的左偏緩和曲線上，橋縱面位于i=2.65%、R=40000m 的凸曲線上。橋址范圍屬剝蝕巖溶低山地貌，河谷地形，大橋與阿蓬江呈90°相交。左右幅上構(gòu)均分2 聯(lián)，第一聯(lián)引橋?yàn)?×30m先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，第二聯(lián)主橋?yàn)?0m+170m+90m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，主梁為變截面箱梁。橋臺(tái)采用重力式U 臺(tái)配擴(kuò)大基礎(chǔ)；1#～4#墩為雙柱式墩，挖孔樁基礎(chǔ)；5#墩過渡墩為矩形空心等截面形式；6#、7#主墩為雙肢等截面矩形空心墩。墩臺(tái)基礎(chǔ)持力層為弱風(fēng)化泥灰?guī)r、弱風(fēng)化灰?guī)r和弱風(fēng)化石灰?guī)r等。主橋190m+170m+90m 主跨連續(xù)剛構(gòu)箱梁，箱梁根部高度10.50m，跨中高度3.50m，箱梁根部底板厚100cm，跨中底板厚32cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按1.8 次拋物線變化。箱梁腹板根部厚70cm，跨中厚40cm，利用8 個(gè)箱梁節(jié)段變化，箱梁頂板厚度28cm。箱梁頂寬12.00m，底寬6.5m，頂板懸臂長度2.75m，懸臂板端部厚15cm，根部厚65cm，箱梁頂設(shè)有2%橫坡。主橋上部構(gòu)造按全預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)，采用三向預(yù)應(yīng)力。本橋6、7#橋墩為主橋橋墩，墩身采用雙肢等截面矩形空心墩，基礎(chǔ)采用樁徑2.7m 的鉆孔灌注樁。阿蓬江特大橋?qū)嵕皥D。
2 檢測目的
（1）通過對橋梁結(jié)構(gòu)定期檢查和觀測，掌握橋梁在混凝土收縮和徐變、營運(yùn)荷載、溫度變化、風(fēng)雨、水流、地震及其它偶然荷載作用下，結(jié)構(gòu)性能和工作狀態(tài)的變化，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁病害；
?。?）了解和掌握橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際工作狀況，監(jiān)視其變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，確保橋梁安全運(yùn)營，為正確分析、評價(jià)、預(yù)測及治理工程等提供可靠資料和科學(xué)依據(jù)；
?。?）為橋梁建立健康檔案，指導(dǎo)橋梁養(yǎng)護(hù)及維修，保證結(jié)構(gòu)安全。
3 橋面平面變形監(jiān)測內(nèi)容
3.1 觀測點(diǎn)布設(shè)
橋面平面線形每幅路面布設(shè)左、右2 條測線，共4 條測線（左幅左側(cè)A 線、左幅右側(cè)B 線、右幅左側(cè)C 線、右幅右側(cè)D 線）。主橋橋面沿橋縱向在跨中、L/4、支點(diǎn)等控制截面布設(shè)測點(diǎn)；引橋橋面在每聯(lián)伸縮縫處布設(shè)測點(diǎn)。全橋共布設(shè)了104 個(gè)橋面平面變形觀測點(diǎn)。
3.2 測試結(jié)果
橋面平面變形觀測采用 TOPCON GPT-3002LN 全站儀（2″級）配棱鏡對中三腳架，按照《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ 8-2007）二級平面精度要求，采用極坐標(biāo)法進(jìn)行測量，單點(diǎn)觀測4 測回，測距最大較差2.8mm，測角最大2C 互差2″。
4 橋面平面變形監(jiān)測結(jié)果
第一期（夏季）于 2011 年9 月14 日進(jìn)行，測試平均氣溫為32.2℃；2012 年3 月24 日進(jìn)行了第二期（冬季）測試，測試平均氣溫為13.6℃。兩期測量相隔192 天，兩次溫差為18.6℃。結(jié)構(gòu)在降溫18.6℃狀態(tài)下，結(jié)合結(jié)構(gòu)檢算結(jié)果，監(jiān)測結(jié)論分析如下：（2）橋面平面變形監(jiān)測結(jié)果：主梁順橋向最大位移為48mm，往酉陽向偏，位于右幅5#墩支點(diǎn)截面；橫橋向最大位移為68mm，往右偏，位于右幅7#墩支點(diǎn)截面。橋面A、B、C、D 四條縱向平面線形較順暢、平滑，全橋平面線形順適，無明顯異常拐點(diǎn)。主橋左右幅均有向7#跨主跨跨中靠攏趨勢，與理論計(jì)算相吻合，結(jié)構(gòu)變形屬于正常范圍。通過第一期（夏季）和第二期（冬季）的測試，綜合以上監(jiān)測結(jié)果和檢算分析表明，阿蓬江特大橋變形趨勢和變形量及理論計(jì)算值相近，處于正常范圍。
5 數(shù)值模擬
5.1計(jì)算模型
采用Midas/Civil2010結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，建立平面梁單元模型對該橋各施工階段以及使用階段荷載效應(yīng)進(jìn)行仿真分析?？紤]到阿蓬江特大橋左右幅橋結(jié)構(gòu)形式的相同，僅對左幅橋進(jìn)行分析，全橋劃分為141個(gè)單元。阿蓬江特大橋的數(shù)值模型如圖2所示。
圖2阿蓬江特大橋主橋有限元分析結(jié)構(gòu)離散圖
5.2計(jì)算結(jié)果
阿蓬江特大橋降溫18.6℃時(shí)變形如圖3所示。
圖3阿蓬江特大橋降溫18.6℃時(shí)變形圖
6 建議
根據(jù)相關(guān)規(guī)范提出以下建議：
?。?）定期對橋梁平面監(jiān)測點(diǎn)和觀測點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)。
（2）根據(jù)相關(guān)規(guī)范技術(shù)要求，結(jié)合氣溫、氣壓等因素的影響，制定下一期觀測方案。
