连续刚构桥梁施工控制分析

连续刚构桥梁施工控制分析

【摘要】连续钢构桥是在预应力混凝土桥的基础上创造出的一个新的桥梁建设方法，预应力混凝土连续钢构桥具有跨越能力大、施工方便、适用能力强、无需大型支座的优点，使连续钢构桥常在深沟、宽谷、大江、大河、跨既有线建设上广泛运用。连续钢构桥的施工中不仅要保证桥梁整体结构的平稳以及桥梁结构的美观，而且还要保证桥梁的承载力和桥梁的抗震能力，因此，在预应力混凝土连续钢构桥的施工过程中，强化控制技术非常重要。本文主要通过实例探讨了刚构连续桥梁的施工控制。

【关键词】连续刚构桥梁；施工控制

随着科技的进步与技术的创新，越来越多的大跨度桥梁出现在我们的身边，它们的出现不仅大大提高了桥梁的跨越能力，也在一定程度上美化了我们的城市。而这种桥梁都有一个共同的特点就是技术含量高，施工细微误差容易导致桥梁的线性及受力在施工和以后的运营阶段存在隐患，因此对施工过程中的掌控精度提出了更高的要求。在这样一个大环境下，施工监控的作用越发彰显。桥梁施工监控以成桥的线性和受力均满足设计要求同时为今后桥梁营运的安全性和耐久性提供有价值的参考信息为最终目的，通过在施工过程中采集各种与成桥目标密切相关参数的现场实际数据与设计数据进行比对修正等措施来掌握施工进度和发展情况，及时的反馈与跟进调整来指导施工，确保成桥目标顺利实现。

一、连续刚构桥梁施工控制方法

桥梁施工控制方法一般有前期预控与后期调整控制相结合和预测控制两种，连续刚构桥梁的结构特点决定了其控制方法应以预测控制为主，辅以后期修正。连续刚构桥梁施工控制是一个“预报施工监测识别判断修正预报”的循环过程。

连续刚构桥梁的施工控制工作重点应为主梁标高即线形的控制，辅以应力检测以策结构安全。对标高的控制予以分解后即为主梁各节段施工标高的确定，也就是主梁预拱度的设置。关于主梁预拱度的设置方法有理论计算和经验两种方法。

理论计算法是理论计算与实际相结合的分析方法，具有推理严谨、概念清晰的特点；经验法是实践中总结积累的经验数据，数据资料比较可靠，应用于实施项目往往具有重要的参考价值。理论计算方法又可分为综合分析法和叠加法。综合分析法就是一次性建立结构模型，一次性输入结构分析所需要的所有数据，结构计算分析程序可计算出在众多因素的影响下结构的最终状态，从而确定施工期间的预拱度。

综合分析方法是一种全面的方法，在考虑非线性问题上是一种有效的方法。但是采用专业的软件，使用者首先应对其结果的可靠性和有效性加以验证。目前，由于国内的一些软件对于结构后期混凝土收缩徐变的计算与实际不是很吻合，因

此，无法直接采用其综合分析的结果。叠加法是专门针对线性系统或非线性影响很小的结构系统而提出来的。对于连续刚构桥来说，在施工期间挠度计算中，是可以忽略非线性影响的。

二、施工控制的内容

大跨度预应力混凝土连续刚构桥的施工控制包括两个方面的内容：变形控制和内力控制。变形控制是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度及其横向偏移，若有偏差并且偏差较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一节段的施工更为精确作好准备工作。内力控制则是控制主梁关键截面的应力，使其不致因内力过大而偏于不安全，甚至在施工过程中即造成毁坏。

当然，这两项控制内容亦有所偏重，一般以变形控制为主，同时兼顾内力控制。对于这一控制原则，基于如下原因：

1） 应力反映的是某一截面上某一点的受力情况，而挠度则是某一截面所有点的位移的综合反映，因而是某一截面应力应变的整体表现。所以说，挠度的控制属于宏观的控制，而应力的控制相比之下属于微观控制。

2） 从量测手段的精度来说，挠度的量测远比应变的量测容易且易于达到满意的效果，而应变的量测由于外界因素影响大、测量仪器质量等原因使量测结果存在着一定的飘移现象。

三、实例分析

某高架桥位于某市西郊，该主桥上部结构为45m+2×80m+45m跨变高度预应力混凝土连续箱梁结构。全长250.0m桥宽13.0m，为单箱单室结构。箱梁为预应力混凝土结构，顶面宽度为13.0m，箱宽为6.0m。箱梁根部梁高为4.8m，边跨及中跨合拢段梁高为2.0m，梁底下缘按二次抛物线变化。设计荷载为汽车-超20级，挂车-120，总体布置见图：

1、施工控制的仿真分析

大跨径预应力连续梁桥的施工采用分阶段悬臂施工方法，结构的最终形成必须经历一系列的施工过程，对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析，是桥梁施工控制最基本的内容之一。为了达到施工控制的目的，必须首先通过计算来确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形的理想状态，以此为依据来控制施工过程中每个阶段的结构行为。

2、仿真分析的计算模型

在进行仿真计算时，将主桥简化成平面结构，各悬臂施工阶段离散梁单元。整个桥梁离散为132个梁单元，133个节点，主墩8，9， 11，12简化为活动铰支座，10号墩简化为固定铰支座。其成桥结构计算简图（如图），仿真计算模型

的单元及节点划分图。

3、仿真分析的结构设计参数

大多数情况下，采用规范设计参数计算的结构内力和位移均较实测值大，这对设计是偏于安全的，但对于结构施工控制来说是不容忽视的偏差。因为它将直接影响到成桥后结构线型及内力是否符合设计要求。此次仿真分析的设计参数取用原则是：结构设计参数的取值尽量和实际相吻合；对于主要的可以测定的设计参数，则用试验数值。难以测定的则依照设计规范，根据以往的工程经验进行修正。

4、施工阶段立模标高的确定

在主梁的悬臂浇筑过程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线型是否平顺，是否符合设计的一个重要问题，如果在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终桥面线型较好。否则，最终桥面线型会与设计线型有较大的偏差。5、施工控制

1）应力控制

该主桥利用钢弦计来测试混凝土应力的，全桥共埋设98个应力计。测试元件的布置控制截面的选择应根据结构分析的结果确定。对大跨径预应力混凝土连续梁桥，可选择主梁悬臂根部、L/4、L/2等截面作为控制截面。必要时，可增加主拉应力较大的截面。

2）应力控制结果

本次监控是在大桥施工过程中，跟踪每个施工环节，并根据实测数据变化不断修改施工控制参数，以便精确的模拟实际施工状况。在每段施工过程中，均对实测应力数据作认真处理，并参照理论分析结果，对实测结果作详细分析。

3）标高控制

挠度观测是进行主梁标高控制的主要手段。一般，可采用精密水准仪和因瓦水准尺周期性地对埋设在已施工梁段上的挠度测点进行监测。对箱梁截面，可在各梁段的悬臂前端，在腹板承托处各布置1个测点。测点可采用较粗的短段钢筋制作，其上端镦粗或垂直焊接小块钢板。为消除顶板厚度变化对标高的影响，必须保证测点下端的位置相对固定。

6、结论

①在上述情况下，理论与实际的吻合度高，完全能够满足施工的精度要求；

②就挠度影响而言，相近梁段施工的影响较为明显，越远影响就越小。拆除

挂篮与合龙让梁段产生了向上的挠度。

③收缩徐变对顶沿的应力影响大于底沿的，与此同时收缩徐变的导致预应力的损失。随着施工的进行，后面的梁段对已施工梁段的影响将会渐缓。

四、结束语

施工控制不但能起到补充设计和辅助指导施工的作用，更重要的是对影响施工目标实现的各种因素的研究、监测及有关问题的解决。显而易见，由于当前交通运输对其的要求逐年上升，提高混凝土的耐久性能和抗压强度已经成为连续刚构桥梁混凝土高性能化的主攻方向。因此，应高度重视施工控制对大跨径桥梁建设的作用，极大的促进桥梁施工技术，保障施工质量。

参考文献：

[1] 韦黛笠.连续刚构桥预应力箱梁施工技术分析[J].Public Communication of Science& Technology，2011.

[2] 范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].人民交通出版社，2004.

[3] 郭文伟.大型刚构桥预应力连续箱梁的现浇施工工艺[J].武汉科技大学学报，2011.