湿接缝作为节段拼装桥梁的关键连接部位,其浇筑过程中的位移控制直接影响成桥结构的整体性与安全性。通过系统化的监测体系构建、施工工艺优化及动态调整技术应用,可将湿接缝浇筑引起的节段位移误差控制在 ±2mm 以内,确保相邻梁段精准对接。
一、位移风险识别与作用机制
湿接缝浇筑过程中,位移风险主要源于以下三方面:
混凝土自重荷载:新浇混凝土的自重会对节段产生竖向沉降与横向偏移。以某 48 米跨径箱梁为例,单条湿接缝(宽 60cm)混凝土自重约 12 吨,若未采取预抬升措施,跨中挠度增量可达 3-5mm。
水化热效应:混凝土水化反应产生的温升会导致节段膨胀,降温后收缩形成累积变形。实测数据表明,水化热峰值期(浇筑后 12-24 小时)湿接缝区域温差可达 15-20℃,引发梁端水平位移 2-4mm。
施工荷载扰动:振捣机械振动、混凝土运输车辆通行等动态荷载会加剧节段位移。某改扩建工程实测显示,车速 50km/h、车重 30 吨的车辆通过时,湿接缝处竖向振动位移峰值达 1.8mm。
二、全流程监测体系构建
为实现位移实时追踪,需建立三维立体监测网络:
测点精细化布置:
位移监测:在湿接缝两侧节段顶板、腹板及底板各布设 3 个棱镜,采用全站仪进行毫米级坐标测量,每 15 分钟更新一次数据。
应力监测:在湿接缝界面预埋振弦式应变计,监测混凝土硬化过程中的应力变化,阈值设定为设计应力的 80%。
温度监测:沿湿接缝深度方向埋设 5 组热电偶,覆盖混凝土内部、表面及环境温度,分辨率 ±0.5℃。
数据融合与分析:
采用工业物联网平台集成全站仪、应变计、温度传感器数据,通过 LSTM 时序预测模型提前 30 分钟预判位移趋势。
建立 “位移 - 应力 - 温度” 三维映射关系,当监测数据超出阈值(如位移>2mm、应力>1.2MPa)时自动触发预警。
三、施工工艺优化与动态控制
通过工艺改进与实时调整,可显著降低位移风险:
浇筑顺序与分层控制:
采用 “先腹板后底板” 的分层浇筑顺序,每层厚度≤30cm,避免集中荷载引发节段失稳。
控制混凝土浇筑速度在 1.5-2.0m³/h,减少振捣时间(每点≤20 秒),降低振动扰动。
预抬升与预应力补偿:
浇筑前通过液压千斤顶对节段实施预抬升,抬升值为理论沉降量的 1.2 倍(通常 2-3mm),抵消混凝土自重影响。
同步张拉临时预应力钢束(张拉力为设计值的 30%),形成反向约束力,抑制节段变形。
模板加固与变形控制:
采用 “桁架 + 对拉螺杆” 组合模板体系,桁架间距≤60cm,对拉螺杆直径≥20mm,确保模板变形量≤1mm。
在模板表面粘贴光纤光栅传感器,实时监测浇筑过程中的模板挠度,超限(>L/400)时立即停止浇筑并加固。
四、环境协同控制与应急处置
针对外部环境干扰,需采取以下措施:
温度梯度补偿:
在湿接缝区域搭设保温棚,内部布设空调系统,将环境温度波动控制在 ±2℃范围内。
采用冷水拌合混凝土(水温 5-10℃),降低水化热峰值,使内部最高温升≤25℃。
交通荷载管理:
浇筑期间封闭湿接缝上方车道,设置限速标志(≤20km/h),并在桥梁两侧设置缓冲带,减少车辆振动传递。
采用橡胶隔振垫(刚度 5-8kN/m)隔离施工机械与节段接触点,降低振动幅值。
应急预案实施:
配备备用全站仪与激光测距仪,确保监测系统故障时仍能维持精度。
预制不同厚度的钢垫片(0.5-3mm),当位移偏差>2mm 时,通过调整垫片厚度进行纠偏。
五、典型工程案例与效果验证
玉磨铁路木乃河大桥:
采用 “预抬升 + 预应力补偿” 技术,将湿接缝浇筑引起的跨中挠度控制在 ±1.5mm,轴线偏差≤±1.2mm。
通过三维激光扫描检测,湿接缝界面密贴度达 98%,未出现因位移导致的裂缝。
XXXXX2 号大桥首件工程:
建立 “监测 - 分析 - 调整” 闭环控制,节段安装精度提升 30%,湿接缝施工周期缩短 20%。
采用智能振捣机器人,混凝土密实度提高至 99.2%,减少人工操作误差。
六、质量管控与长效机制
双检制度:
湿接缝浇筑前,由两人独立复核模板定位参数(轴线偏差≤2mm,高程误差 ±1mm)。
混凝土拆模后,采用超声波检测仪(声速≥4000m/s)检测内部缺陷,合格率需达 100%。
数据追溯与优化:
建立湿接缝施工数据库,分析历史数据中的规律性偏差(如日均温时段的系统误差),优化预抬升系数。
每完成 5 条湿接缝后,组织技术复盘会,针对性改进施工工艺。