浅谈阿蓬江特大桥平面变形监测技术
2015-06-23
1 工程概况
阿蓬江特大桥位于包茂高速公路重庆辖区黔江―酉阳段，桥幅为分离式；起点桩号左幅为K1869+011，终止桩号为K1869+527，右幅为K1869+012，终止桩号为K1869+525，桥梁全长为509.12m。桥平面位于直线段及Ls-130m、R-600m 的左偏缓和曲线上，桥纵面位于i=2.65%、R=40000m 的凸曲线上。桥址范围属剥蚀岩溶低山地貌，河谷地形，大桥与阿蓬江呈90°相交。左右幅上构均分2 联，第一联引桥为5×30m先简支后结构连续预应力混凝土T梁，第二联主桥为90m+170m+90m 预应力混凝土连续刚构，主梁为变截面箱梁。桥台采用重力式U 台配扩大基础；1#～4#墩为双柱式墩，挖孔桩基础；5#墩过渡墩为矩形空心等截面形式；6#、7#主墩为双肢等截面矩形空心墩。墩台基础持力层为弱风化泥灰岩、弱风化灰岩和弱风化石灰岩等。主桥190m+170m+90m 主跨连续刚构箱梁，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 次抛物线变化。箱梁腹板根部厚70cm，跨中厚40cm，利用8 个箱梁节段变化，箱梁顶板厚度28cm。箱梁顶宽12.00m，底宽6.5m，顶板悬臂长度2.75m，悬臂板端部厚15cm，根部厚65cm，箱梁顶设有2%横坡。主桥上部构造按全预应力混凝土设计，采用三向预应力。本桥6、7#桥墩为主桥桥墩，墩身采用双肢等截面矩形空心墩，基础采用桩径2.7m 的钻孔灌注桩。阿蓬江特大桥实景图。
2 检测目的
（1）通过对桥梁结构定期检查和观测，掌握桥梁在混凝土收缩和徐变、营运荷载、温度变化、风雨、水流、地震及其它偶然荷载作用下，结构性能和工作状态的变化，以便及时发现桥梁病害；
（2）了解和掌握桥梁结构实际工作状况，监视其变化规律和发展趋势，确保桥梁安全运营，为正确分析、评价、预测及治理工程等提供可靠资料和科学依据；
（3）为桥梁建立健康档案，指导桥梁养护及维修，保证结构安全。
3 桥面平面变形监测内容
3.1 观测点布设
桥面平面线形每幅路面布设左、右2 条测线，共4 条测线（左幅左侧A 线、左幅右侧B 线、右幅左侧C 线、右幅右侧D 线）。主桥桥面沿桥纵向在跨中、L/4、支点等控制截面布设测点；引桥桥面在每联伸缩缝处布设测点。全桥共布设了104 个桥面平面变形观测点。
3.2 测试结果
桥面平面变形观测采用 TOPCON GPT-3002LN 全站仪（2″级）配棱镜对中三脚架，按照《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）二级平面精度要求，采用极坐标法进行测量，单点观测4 测回，测距最大较差2.8mm，测角最大2C 互差2″。
4 桥面平面变形监测结果
第一期（夏季）于 2011 年9 月14 日进行，测试平均气温为32.2℃；2012 年3 月24 日进行了第二期（冬季）测试，测试平均气温为13.6℃。两期测量相隔192 天，两次温差为18.6℃。结构在降温18.6℃状态下，结合结构检算结果，监测结论分析如下：（2）桥面平面变形监测结果：主梁顺桥向最大位移为48mm，往酉阳向偏，位于右幅5#墩支点截面；横桥向最大位移为68mm，往右偏，位于右幅7#墩支点截面。桥面A、B、C、D 四条纵向平面线形较顺畅、平滑，全桥平面线形顺适，无明显异常拐点。主桥左右幅均有向7#跨主跨跨中靠拢趋势，与理论计算相吻合，结构变形属于正常范围。通过第一期（夏季）和第二期（冬季）的测试，综合以上监测结果和检算分析表明，阿蓬江特大桥变形趋势和变形量及理论计算值相近，处于正常范围。
5 数值模拟
5.1计算模型
采用Midas/Civil2010结构计算软件，建立平面梁单元模型对该桥各施工阶段以及使用阶段荷载效应进行仿真分析。考虑到阿蓬江特大桥左右幅桥结构形式的相同，仅对左幅桥进行分析，全桥划分为141个单元。阿蓬江特大桥的数值模型如图2所示。
图2阿蓬江特大桥主桥有限元分析结构离散图
5.2计算结果
阿蓬江特大桥降温18.6℃时变形如图3所示。
图3阿蓬江特大桥降温18.6℃时变形图
6 建议
根据相关规范提出以下建议：
（1）定期对桥梁平面监测点和观测点进行维护。
（2）根据相关规范技术要求，结合气温、气压等因素的影响，制定下一期观测方案。
