预应力混凝土连续钢构桥施工控制研究

许国国

摘要：随着交通事业的发展，交通量、荷载等级、行车速度等必然提高，还有一些不可预测的自然破坏力也将危及桥梁的安全。因此，为了交全可靠的建好每座桥，施工控制将变得十分重要，是桥梁建设的安全保证。本文主要介绍预应力混凝土连续钢构桥施工控制的有关内容。

关键词：预应力；混凝土；桥梁；施工控制；测量

前 言

连续刚构是采用柔性桥墩，使墩梁固结、主梁连续形成连续刚构桥，它是T形刚构与连续梁结合的一种新型体系。九十年代以来，连续梁桥以其独特优点得到了迅速的发展，但施工中需要梁墩临时固结和进行体系转换，同时需设置大吨位的盆式橡胶支座，增加了养护工作和费用。随着高强混凝土、高强预应力钢材、大吨位张拉锚固体系的应用与发展，由于其具有大跨、高墩的能力，且施工中省工、省料、省时，因而大跨度预应力混凝土连续刚构桥得到了迅速发展。

一、施工监控项目研究目的和意义

连续刚构桥施工监控的目的是通过在施工过程中对位移、挠度、应力、温度的监测和采取施工控制，从而确保施工的安全和结构内力符合设计规范要求，确保大桥主桥顺利合拢，线形符合设计要求。根据施工单位提出的施工方案，对大桥进行模拟施工、运营阶段的结构验算和结构分析，在技术角度对施工方案作出一定评价，以便相关单位及时对施工方案进行修改或确认。

二、桥梁主跨模拟施工运营阶段的结构分析

结构分析是结构施工控制的一项重要工作，结构分析采用非线性有限元法，结构施工过程一般有倒退分析与前进分析两种方法。结构分析需要在桥梁主跨施工前提前进行。在桥梁的主跨施工悬浇施工前，监控人员根据施工方案中的施工过程与成桥运营情况，通过相关专业软件，参考施工方案和实测相关数据，进行各施工状态及成桥后的内力与位移计算，从而确定结构各施工阶段的内力与位移理论值，计算还可分析确定出桥梁的预拱度。

三、挂篮施工

挂蓝是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架，其锚固悬挂在已施工的前端梁段上，在挂蓝上可进行下一节段的模板、钢筋、预应力管道的安装、混凝土的浇筑、预应力张拉、压浆等工作，完成一个节段循环后，挂蓝即可前移就位，进行下一节段的悬臂灌筑，直至悬臂灌筑完成。桥挂蓝结构形式为菱形，考虑现场安装方便，杆件联结方式为销接，行走采用后锚自锚式结构及前支座滑动方式，主体结构由主桁、横梁及底模架、悬吊系统、行走系统和模板组成。

四、悬臂施工

悬灌段施工开始头几个节段，由于气温较低，混凝土强度增长慢，加之各工序的衔接不理想，操作不够熟练，施工质量也不够稳定，因而，一节箱梁的施工周期长达10天。通过一段时间的实践后，逐渐掌握了施工规律，各工序操作熟练程度有所提高，工序间的衔接比较紧密，使施工周期缩短到平均7天，最短达6天。待合拢段施工后即可拆除挂篮。拆除顺序与安装顺序相反。

五、现场施工控制

1.现场控制

连续刚构成桥线型将直接影响其结构内力分布，因此，在连续刚构施工过程中，应严格控制每一节段竖向挠度及横向偏位。

1.1 加强原材料进场审批制度：对进场的原材料范规定进行材料性能，必须有原材料合格试验报告复检，复检合格后方可使用，材料进场后，应按规对没有合格试验报告的原材料，一律不能进场。

1.2 强化施工计量管理：对混凝土搅拌机、张拉千斤顶等设备，在使用前必须进行标定，并定期检查，出现异常或超过使用期限应立即重新标定。

2.测量控制

2.1 施工放样

梁段施工时，中线按设在两岸的4个控制点进行控制测量，立模放样的测点设在底模板梁段的前缘，在立模时将上述立模标高换算成座标标高。在施工过程中对全桥中线和临时水准点进行定期复核和检查，确保各个结构施工测量的准确性。

2.2 施工观测

重点对2个主墩结构进行施工观测，按照施工顺序，每悬浇一段，在挂篮就位后浇筑混凝土前、浇筑梁段混凝土后、张拉纵向预应力束前、纵向预应力后、移动挂篮前（即进行下一节段作业前）各观测一次。建立每次观测要记录好标高、温度、墩沉降情况等。测量结果以表格形式及时反馈并对一些意外情况在备注栏中注明。

六、参数识别与调整

连续刚构在施工过程中最困难的任务就是挠度的计算和控制，为确保连续刚构在成桥状态的线形达到设计的要求，施工时确定上部结构每一施工阶段的各项参数的确定和调整。

1.自重力

对于现场浇筑的混凝土结构来说，由于容重变化、涨模、超厚所引起构件自重的變化是没有恒定变化规律的，但是经常发生。为确定块件实际重量，可预先在悬臂根部某截面处的箱梁顶底板内埋置应力传感器。对于k施工阶段在块件混凝土浇筑前后，观测到截面I（距悬臂根部1.5m处）顶、底板的应力变化量分别为 ，令于顶底板应力观测值 的悬臂端块件重量分别为。

应变计是根据变形转换为应力的工作原理研制的，因此量测的应力值中会含有收缩、徐变的影响。但由于该项检测可在混凝土浇筑前后完成，时间很短，因此，收缩、徐变的影响也很小，这样确定的P，其精度取决于应力传感器与频率测定仪的精度，而与温度变化及混凝土收缩徐变关系不大。

2.有效预应力

大跨度连续刚构桥施工控制是一个系统工程，在施工过程中应加强施工总体组织工作，同时，方案设计工作也应科学命题，通过完善的施工控制确保施工过程始终控制在可控状态下。然而，连续刚构在施工过程中最困难的任务就是挠度的计算和控制，为确保连续刚构在成桥状态的线形达到设计的要求，施工时确定上部结构每一待浇梁段的预拱度非常重要。

七、结束语

桥梁施工控制作为一门新兴的学科，主要指导桥梁施工，做好过程控制，确保目标桥梁线形、内力符合设计要求，其涉及结构、试验、计算机、测控仪器、通讯等多学科领域知识。本人觉得以下几方面仍需从事监控的科研工作者继续努力：桥梁控制要不光只在施工阶段，还要在桥梁使用阶段长期进行健康检测。因此研发出性能稳定、使用寿命长（如可达50年）的应力温度传感器，可以做到施工时埋设传感器，兼顾桥梁的使用阶段进行健康监测。多学科配合，开发出成熟稳定的智能控制研究系统， 有配套的分析软件，能实时分析监测数据，将结果能以图像动态的直观显示，使得桥梁健康监测智能化、系统化、信息化。

参考文献：

[1]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计.北京：人民交通出版社，2010.

[2]程翔云.悬臂施工中的预拱度设置.公路，2011年第7期.