连续刚构渡槽施工数字化监测及精度控制

一、数字化监测系统的组成与功能
1.传感器布置
在连续刚构渡槽的关键部位，如桥墩基础、桥墩顶部、梁段关键截面等位置安装各类传感器。例如，在基础部位安装沉降传感器，用于监测基础在施工过程中的沉降变化；在桥墩顶部和梁段安装倾角传感器和应变传感器，分别监测结构的倾斜角度和受力引起的应变情况。
还可采用全站仪自动化监测系统，通过在合适位置设置观测基点，对渡槽结构上的监测点进行三维坐标的实时监测，以获取结构的位移变化情况。
2.数据采集与传输
传感器采集到的数据通过有线或无线传输方式，汇总到数据采集终端。无线传输方式如采用基于 ZigBee、Wi-Fi 或 4G/5G 网络技术，能够减少施工现场布线的麻烦，提高数据传输的灵活性和及时性。
数据采集终端对数据进行初步处理和整理后，将其传输到数据处理中心服务器。
3.数据处理与分析软件
数据处理中心的软件对接收的数据进行深入分析。例如，通过建立结构的力学分析模型，将监测到的应变数据转化为结构的内力分布情况，与设计内力进行对比分析。
利用数据可视化技术，将监测数据以图表（如时间 - 位移曲线、应变分布图等）、三维模型动态显示等形式展示出来，使施工管理人员和技术人员能够直观地了解渡槽结构在施工过程中的状态变化。
二、施工精度控制要点与措施
1.桥墩施工精度控制
测量控制：
在桥墩基础施工前，利用高精度的 GPS 测量仪器或全站仪，精确测定基础的平面位置和高程控制点。在基础施工过程中，定期对控制点进行复核，确保基础施工位置准确。例如，对于灌注桩基础，严格控制桩位偏差在允许范围内，一般要求中心位置偏差不超过 50mm。
在桥墩身施工时，采用全站仪进行模板的安装定位测量，保证桥墩的垂直度偏差不超过规定值，如墩身高度小于 30m 时，垂直度偏差应小于 1/1500 墩高。
模板工程：
采用高精度的定型钢模板，模板的面板平整度误差控制在 2mm 以内，相邻模板拼接缝高差不超过 1mm。在模板安装过程中，通过对拉螺栓和支撑体系进行精确调整，确保模板的整体刚度和稳定性，防止在混凝土浇筑过程中出现变形。
混凝土浇筑：
控制混凝土的配合比和浇筑工艺，确保混凝土的质量均匀性。在浇筑过程中，采用分层浇筑、分层振捣的方式，每层浇筑厚度不宜超过 30cm，振捣密实，避免出现蜂窝、麻面等质量缺陷影响桥墩的外观和强度精度。同时，要注意混凝土的水化热控制，防止因混凝土内部温度过高导致裂缝，影响桥墩结构精度和耐久性。
2.梁段施工精度控制
挂篮施工精度控制：
挂篮是连续刚构渡槽梁段施工的关键设备。在挂篮拼装前，对挂篮的各个部件进行精确的测量和检查，确保其尺寸和形状符合设计要求。挂篮的拼装应在桥墩顶部的平整场地上进行，拼装完成后，利用全站仪对挂篮的整体位置和高程进行精确调整，使其前端高程偏差控制在 ±10mm 以内。
在梁段混凝土浇筑过程中，实时监测挂篮的变形情况，通过在挂篮的关键部位设置位移传感器，如前吊带、后锚杆等位置，将监测数据反馈到控制系统。根据挂篮的变形情况，及时调整混凝土的浇筑顺序和速度，保证梁段的线形精度。例如，当发现挂篮前端下沉时，可适当放慢前端梁段的浇筑速度，增加后端梁段的浇筑量，以平衡挂篮的受力和变形。
预应力施工精度控制：
预应力筋的张拉是连续刚构渡槽梁段施工中的重要环节，直接影响梁段的内力分布和结构变形。在预应力筋张拉前，对张拉设备（如千斤顶、油泵等）进行标定，确保张拉控制力的准确性，误差控制在 ±1% 以内。
严格按照设计要求的张拉顺序和张拉控制力进行预应力筋的张拉操作。在张拉过程中，采用应力和伸长量双控的方法，当实际伸长量与理论伸长量偏差超过 ±6% 时，应停止张拉，查明原因并采取相应措施。例如，可能是由于预应力筋的实际弹性模量与设计取值不同、管道摩阻系数变化等原因导致伸长量偏差，需要重新计算张拉控制力或调整张拉工艺。
线形控制：
建立连续刚构渡槽梁段施工的线形控制模型，综合考虑结构自重、预应力、混凝土收缩徐变、施工荷载等因素对梁段线形的影响。根据设计线形和施工阶段的划分，计算出每个梁段施工完成后的理论线形。
在梁段施工过程中，通过全站仪对梁段的实际线形进行监测，将监测数据与理论线形进行对比分析。根据对比结果，调整后续梁段的立模高程和挂篮的预抬量。例如，如果某梁段实际线形低于理论线形，可适当增加下一节段挂篮的前端预抬量，以保证最终梁段线形符合设计要求。一般要求梁段成桥后的线形误差在 ±L/10000（L 为梁段长度）以内。
3.合龙段施工精度控制
合龙时间选择：
选择合适的合龙时间对于保证合龙精度至关重要。一般应选择在一天中温度较为稳定的时段进行合龙，如凌晨 2 - 5 点。在合龙前，对合龙段两侧梁段的温度和变形进行连续监测，分析其温度变化规律和变形趋势，确定合龙段的最佳施工时间。例如，当合龙段两侧梁段的温度差小于 5℃且相对变形较小时进行合龙施工，能够有效减少因温度变化引起的结构内力和变形。
合龙段临时锁定：
在合龙段施工前，在合龙段两侧梁段上设置临时锁定装置，如劲性骨架。劲性骨架的安装位置和焊接质量必须精确控制，其轴线偏差不超过 5mm。通过临时锁定装置将合龙段两侧梁段连接成一个整体，使合龙段在混凝土浇筑过程中能够承受温度变化和混凝土自重等荷载产生的内力，防止梁段发生相对位移。
合龙段混凝土浇筑：
合龙段混凝土的配合比应根据合龙施工要求进行特殊设计，采用微膨胀混凝土，以补偿混凝土收缩产生的变形。在混凝土浇筑过程中，要快速、连续浇筑，尽量缩短浇筑时间，减少混凝土在浇筑过程中的温度变化。同时，要严格控制混凝土的浇筑量和浇筑高度，确保合龙段混凝土浇筑完成后梁体的高程和线形符合设计要求，高程误差控制在 ±10mm 以内。
三、数字化监测与精度控制的协同作用
数字化监测系统为施工精度控制提供了实时、准确的数据支持。通过对施工过程中结构的各项参数进行监测，及时发现精度偏差情况，并反馈到施工控制措施中。例如，当监测到梁段的线形偏差超出允许范围时，施工精度控制人员可以根据数字化监测提供的具体数据（如各监测点的位移值、挂篮的变形情况等），分析偏差产生的原因，如挂篮定位不准确、混凝土浇筑不均匀等，然后针对性地调整施工工艺或采取纠偏措施，如重新调整挂篮位置、调整混凝土浇筑顺序等，从而保证连续刚构渡槽施工的精度要求，提高渡槽结构的施工质量和安全性，确保渡槽在后续使用过程中的正常运行和耐久性。
连续刚构渡槽施工数字化监测及精度控制是一个复杂而系统的工程，需要综合运用多种技术手段和管理措施，从传感器技术、数据传输与处理、施工工艺控制等多方面协同工作，才能实现渡槽施工的高精度和高质量目标。