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)引橋為5×30m先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預應力混凝土T梁，第二聯(lián)主橋為90m+170m+90m 預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，主梁為變截面箱梁。橋臺采用重力式U 臺配擴大基礎；1#～4#墩為雙柱式墩，挖孔樁基礎；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。墩臺基礎持力層為弱風化泥灰?guī)r、弱風化灰?guī)r和弱風化石灰?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，箱梁頂設有2%橫坡。主橋上部構(gòu)造按全預應力混凝土設計，采用三向預應力。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
?。?）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、營運荷載、溫度變化、風雨、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，以便及時發(fā)現(xiàn)橋梁病害；
（2）了解和掌握橋梁結(jié)構(gòu)實際工作狀況，監(jiān)視其變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，確保橋梁安全運營，為正確分析、評價、預測及治理工程等提供可靠資料和科學依據(jù)；
?。?）為橋梁建立健康檔案，指導橋梁養(yǎng)護及維修，保證結(jié)構(gòu)安全。
3 橋面平面變形監(jiān)測內(nèi)容
3.1 觀測點布設
橋面平面線形每幅路面布設左、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、支點等控制截面布設測點；引橋橋面在每聯(lián)伸縮縫處布設測點。全橋共布設了104 個橋面平面變形觀測點。
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，采用極坐標法進行測量，單點觀測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 日進行，測試平均氣溫為32.2℃；2012 年3 月24 日進行了第二期（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#墩支點截面；橫橋向最大位移為68mm，往右偏，位于右幅7#墩支點截面。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。主橋左右幅均有向7#跨主跨跨中靠攏趨勢，與理論計算相吻合，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算值相近，處于正常范圍。
5 數(shù)值模擬
5.1計算模型
采用Midas/Civil2010結(jié)構(gòu)計算軟件，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進行仿真分析。考慮到阿蓬江特大橋左右幅橋結(jié)構(gòu)形式的相同，僅對左幅橋進行分析，全橋劃分為141個單元。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計算結(jié)果
阿蓬江特大橋降溫18.6℃時變形如圖3所示。
圖3阿蓬江特大橋降溫18.6℃時變形圖
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)測點和觀測點進行維護。
?。?）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。
