无线静态采集系统用于临时墩应力及梁体位移监测_应力和位移的关系
时间：2019-05-17 03:26:47 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：箱梁刚度较小时，若采用悬臂施工需过程中需采用临时墩对梁体进行支承，从而避免梁体出现过大的竖向位移及保证箱梁根部受力安全。本文采用无线静态采集系统对竹洲大桥临时墩应力监测、箱梁竖向位移监测，并对实测数据进行理论分析，对桥梁施工质量控制提供数据，为下一步施工方案及安全保障措施的制定提供决策依据并为设计、施工积累数据与经验。
关键字：桥梁 ，临时墩， 监测
Abstract: the box girder for the low stiffness, if used in the process of cantilever construction should be adopted to temporary pier beam supporting body, so as to avoid beam appear too much body vertical displacement and guarantee the safe box force. In this article, the wireless static collection system for the bamboo continent bridge pier stress monitoring, temporary box girder vertical displacement monitoring, and the measured data analysis theory, the bridge construction quality control to provide data, for the next step construction plan and the security measures to provide decision-making basis for the formulation of and for the design, construction accumulation data and experience.
Key word: Bridges, temporary pier, monitoring
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
竹洲大桥位于百色市右江区东面，上跨右江，是百色市规划东西向主干道竹洲大道上的一座重要桥梁。桥梁全长536.16m，其中主桥共长280m，上构为75m+130m+75m预应力混凝土连续刚构－拱组合，下构为柱式墩、钻孔灌注桩基础，桥面按整幅桥布置，具体为42m=3.75m（人行道）+3.5m（非机动车道）+0.5m（侧分带）+11.75m（行车道）+3m（中分带含防撞墙）+11.75m（行车道）+0.5m（侧分带）+3.5m（非机动车道）+3.75m（人行道）。
主梁结构：横向布置为单箱5室，采用挂篮悬臂浇注施工，拱及吊索结构：在中央设置单个拱肋，拱肋线性为抛物线形，全桥设39根吊索。结构安全等级：一级，结构重要性系数1.1；设计荷载：汽车荷载公路-I级，非机动车道荷载5.0kN/m2，群荷载3.5kN/m2。
设计要求在主桥施工过程中需在7#块、8#块交接处搭设临时墩支承梁体（如图1所示），支承点布置在箱梁的腹板底面，每个支撑横断面上临时墩的支承力不小于35000kN。由于设计未对临时墩所采用墩身及墩基础形式做出明示，故施工单位根据自身情况，主桥中跨采用钢管立柱及型钢桁架支承，钢管型号为430×8mm，每侧横向布置6个临时墩，每个临时墩采用5×4＝20根的布置方式（如图2所示）；主桥边跨采用混凝土柱式临时墩。
由于主桥中跨临时墩支承的钢管桩基础在水下，基础的沉降难以掌握；型钢桁架支承面纵桥向长达6m，在支承过程中容易出现型钢受力不均的情况；在箱梁的整体变形和局部变形作用下，各个临时墩墩顶的受力存在一定差异；在后期的施工过程中，由于梁段的变形，易使型钢桁架纵桥向两端出现受力较大的差异，极不利情况下将导致型钢桁架的屈曲及刚管柱的不均变形。结合设计单位提出支承架外侧杆件应力不得超过150MPa及每一施工阶段临时墩位置箱梁的允许最大变形要求，因此，需对临时墩按实际情况进行监测。
2监测内容及目的
型钢桁架支承面纵桥向长达6m，在支承过程中容易出现型钢的受力不均的情况；每个临时支承截面在横桥向不等距离设置6个临时墩，在箱梁的整体变形和局部变形作用下，6个临时墩顶的受力是有一定差异的；在后期的施工过程中，由于梁段的变形，易使型钢桁架纵桥向两端出现受力较大的差异，极不利情况下将导致型钢桁架的屈曲及刚管柱的不均变形。荷载由梁转递至型钢桁架，型钢桁架把荷载分散后传递至钢管柱及钢管桩，由于型钢桁架具有有把集中力分散传递给响应20根钢管柱的作用，且它的受力相对比钢管柱集中，产生屈曲的可能性明显大于钢管柱，因此有必要对其应变情况进行监测，通过监测应变、应力，对钢桁架的稳定性进行预警，设计单位也明确提出监测支承架外侧杆件应力不得超过150MPa。
在悬臂施工过程中，有该结构形式箱梁截面高度较小，抗弯刚度小，横向宽度较大，梁段自重较大，为克服上述技难点需要设置临时墩支承，以保证箱梁根部上缘的压应力储备，减小梁的变形和预应力钢筋的用量。临时墩直接目的就是限制临时支承处的箱梁竖向向下位移，若是该位置的箱梁向下位移过大，则说明临时墩没有起到临时支承作用，且临时支承位置箱梁的位移是临时支承效果好坏的直接体现，所临时支承位置的箱梁竖向位移监测至关重要。
临时墩监测与设计和施工有密切的关系，为了安全优质符合设计要求地建成桥梁，需要从监测方面建立控制体系，具体的工作内容主要包括应力、箱梁竖向位移监测，其监测目的如下：
⑴ 通过施工监测，监测支承架外侧杆件应变状态；
⑵ 通过施工监测及其分析，可判断临时墩支承结构工作状态是否满足设计要求，为施工质量控制提供数据；
⑶ 通过施工监测及其分析，可为下一步施工方案及安全保障措施的制定提供决策依据；
⑷ 通过施工监测及分析，验证桥梁结构设计分析方法及其所用假定的合理性，推动其发展，为设计与施工积累数据与经验。
3监测的实施及结果
对应力及位移数据的采集采用无线静态数据采集[1]，该系统由上位机、采集模块（MCU）、系统软件及相关配件组成。采用手机无线GPRS进行数据传输，这样极大的提高了系统的灵活性。该系统采用全密封设计，防水防潮、防雷击。适应各种场所的自动化工程监测，可广泛应用于桥梁、水利、水电、铁路、大坝、公路等工程领域野外环境长期无人值守的自动化测量。计算机作为自动化测量系统的上位机，与系统软件组成监测指挥系统，上位机通过不同的数据传输方式与各种采集模块（MCU）联系，完成系统管理、系统参数设定、指挥系统的指令下达与数据实时采集、定时测量数据的上载传输、数据分析与处理、数据库管理、显示或打印数据报表、绘制各参数变量随时间的走势图、数据存储等。
3.1应力监测
应力采用钢弦式数码应变计进行监测，钢弦式数码应变计是一种附着式应变计，由安装座、应变计、保护罩组成。应力监测应在混凝土浇筑后及预应力张拉后进行监测。
应力测点布置在型钢桁架两端斜测杆的中间位置，纵向位置见图6，横向位置见图7，根据现场的缀条焊接情况，该监测点的位置进行上下小范围的调整。
