大跨度连续刚构桥梁施工控制关键问题分析与研究

摘要：在对大跨度刚构桥梁进行施工时，施工的进度将影响桥梁结构的空间位置和形状。在施工过程中，要考虑到结构自重、施工时间荷载、施工荷载和混凝土材料等问题，这些因素可能会造成桥梁合龙的困难，成桥线形和设计要求不符合，难以保证工程质量。基于以上因素考虑，要严格控制大跨度刚构桥梁的施工预拱度以及主梁梁体的应力。

关键词：连续刚构桥梁；施工控制；关键问题

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

现代交通事业迅速发展，对大跨度刚构桥梁提出了更高的要求。它属于高次超静定的结构，采用的是悬臂施工，施工过程直接影响到桥梁的质量。在施工工程中，桥梁结构以及荷载状态的变化会影响到桥梁结构的内力和变形。所以桥梁的施工过程变得非常重要，要对施工中的过程进行严格控制。

一、施工控制的原则

为保证施工的质量，使大跨度连续刚构桥梁成桥后线形和受力符合设计要求，要对施工过程严格控制，施工控制的原则主要有以下四个方面：

第一，在施工过程中，要控制的应力主要有结构的预加应力、温度应力、结构在自重和施工荷载下的应力以及其他类型的应力。

第二，在合龙段进行施工时，悬臂端竖以及横向相对高差要按照规范进行控制。

第三，由调整梁体预拱度引发的桥面铺装层厚度的增减绝对值要最小，并且平均值要合乎要求。

第四，梁体预拱度应该满足设计期限内砼徐变、荷载作用下变形和二期恒载的要求。

对现场内的梁段截面的相应参数进行检测，分析实际结构状态与理论状态的偏差，进而找出引起误差的原因，使结构成桥状态和设计相符。

二、大跨度连续刚构桥梁施工控制的方法

大跨度连续刚构桥梁施工控制的方法包括前期预控和后期控制相结合、预测控制两种方法，连续刚构桥梁的特点决定主要应用预测控制的方法，后期进行相应的修正。

对连续刚构桥梁进行施工控制，要把重心放在主梁标高也就是线形的控制，用应力检测保证结构的安全。对标高的控制进行分解后，要确定主梁各节段的施工标高，设置主梁的预拱度。对主梁预拱度的设置方法有两种：理论计算、经验。理论计算法就是结合理论计算和实际，并进行分析，这种方法推理较为严谨、概念相对清晰；经验法就是在长期的实践中，不断总结积累的经验数据，这些数据资料相对可靠，参考价值较大。

理论计算方法又可以分为叠加法以及综合分析法。

对于线形系统或者非线性影响比较小的结构系统，主要采用叠加法。在对连续刚构桥梁的挠度进行计算时，非线性的影响可以忽略不计。

综合分析法的过程大致如下：一次完成结构模型的建立，一次完全输入结构分析所需的数据，通过结构计算分析程序计算出结构的最终状态，以此来确定施工期间预拱度。它是一种比较全面的方法，在非线性问题上较为有效。在应用专业的软件时，使用者要验证结构的可靠性以及有效性。现阶段，在计算混凝土收缩徐变时，国内软件的计算结果和实际不相符，没有办法直接采用这种计算结果。

三、大跨度连续刚构桥梁施工控制的内容

（一）施工监测

对于施工控制而言，施工监测是其重要组成部分。通过施工监测，获得控制分析所需的参数真实值，在实际施工中进行信息反馈，不断进行误差识别修正，并运用到控制分析中，对下节段的主梁施工参数进行预报。连续刚构桥梁施工监测部分包括以下方面：

进行施工仿真计算

利用较为成熟的软件进行仿真计算，实时仿真施工的全过程，形成分析计算文件，及时了解施工状态和成桥状态下结构受力、变形等控制数据。主要包括：

第一，施工状态和成桥状态下状态变量理论数据：墩顶偏位、主梁标高、桥墩垂直度和控制截面应力应变。

第二，监控数据理论值：主梁各节段的立模标高。

设计、监理和这些数据相互确认，无误后可以作为连续刚构桥梁监控的依据。

收集相关的基础资料试验数据

对于相关的基础材料数据要进行收集，主要有以下几个方面：第一，混凝土龄期的弹性模量试验和按照规定的强度试验，注意钢筋混凝土的容重，悬臂浇筑节段混凝土的方量和实际的断面尺寸；第二，对气候资料如气温、风向、风速等的收集；第三，实际工期和未来的进度安排；第四，挂篮支点反力和施工荷载在桥上的布置位置、数值。

测试材料参数

材料是结构的重要部分，它的真实值将会对主梁挠度和内力有直接影响。在施工的过程中，桥梁所用的混凝土和钢绞线等材料要进行物理、力学的参数检测，以便对施工控制分析有所帮助。具体的参数有：混凝土的容量；收缩徐变特性参数；延伸率；弹性模量；钢绞线弹性模量；管道摩阻系数等。

对变位、应力等的观测

（1）施工梁段

对施工而言，一个梁段就是一个阶段，要改善施工中挂篮、混凝土主梁的受力，每一个阶段划分成四个工况：前移挂篮并定位立模；浇筑一半的主梁混凝土；浇筑全部的混凝土；预应力张拉。

（2）观测主梁挠度

在每一个梁段悬臂的截面梁顶设立三个标高观测点。测点要用短钢筋做预埋设置并且用红漆注明编号。现在的浇筑段悬臂端截面也要设立三个标高观测点，要给出对应测点的高程关系，并且用精密的水准仪测量测点的标高。

（3）测量墩顶水平变位和墩高的垂直度

在主墩顶等位置各自设立1-2个测点，测点的位置选择要便于进行可靠观测，墩顶和底观测点要测出相对的坐标，并用全站仪进行测量。

（4）观测截面钢筋的应力或者混凝土的应变

在进行施工控制时，要进行结构关键截面的应力监测，定时发出安全预警，及时采取应对措施，以保证结构的安全。现阶段应力监测主要是通过检测应变反映出来。进行应变监测时，采用的是钢弦式应力计、钢筋式应力计，钢弦式应力计性能比较稳定、使用较简便、受温度影响较小、适于长期观测，因此得到广泛应用。值得注意的是，在使用过程中，要确定钢弦式应力计的初始值，如若不然，应力的绝对值可能不真实。

（5）观测温度场

混凝土中要预埋全自动温度数据采集系统，以便进行数据采集。在主梁标准截面内要预埋温度元件，以便测量截面内部的温度场分布。在主梁上要选择两个截面，分别布置15个测点，桥墩要设置上下两个断面，适当调整位置。在对主梁进行施工时，要选择晴天或者多云天或阴雨天进行24小时的连续观测。

（二）实施控制

实施控制是把控制理论、控制方法和控制分析进行综合运用的过程，是具体的实行环节。控制实施工作质量对控制工作的最终结果有直接的联系，控制实施过程涉及内容较多，牵涉面较广，容易受到多种因素的影响，因此，对控制实施过程的工作质量要给予高度重视，保证工程项目的顺利竣工。由于施工控制是近十年发展起来的新学科，它在建设工程中所处的位置还没有明确的说法，要根据具体问题具体分析。对项目进行仔细研究，成立施工控制管理机构，主要负责施工控制的相关问题，以便能够保证工程的进度和质量。

此外，对施工控制中的几道工序要特别注意，主要有：第一，主梁0#块施工，注意空洞转角处和标高的控制问题；第二，注意挂篮加载试验，挂篮设计图纸和挂篮加载实验有助于确定挂篮作用力与主梁的几何尺寸关系，计算主梁的受力、变形情况；第三，注意主梁合龙段的施工，对由于温度误差造成的影响进行调整，主梁另一悬臂端要平衡配重。

（三）相关建议

由于施工控制在工程建设中的地位不确定，在实际施工过程中，施工控制又比较难。对施工控制没有合理的安排，施工控制较为随意，不利于后续工程的开展，因此，相关单位要对施工控制高度重视，明确施工控制对大跨度刚构桥梁建设的作用。

要加强施工控制技术的研究，完善施工控制的分析程序，可以减少工作量，提高工作的精准度。此外，对于徐变和温度因素的影响也要加强研究。连续刚构桥梁的施工控制要十分严格，尤其是对主梁标高的控制，这一问题直接影响到后续的工程进度，因此，要加大力度提高施工的技术控制。

结语：

施工控制工作做到位，可以保证主桥的结构受力以及变形在合理的范围内，成桥后的主梁线形也会达到标准，从而最大限度的保证工程质量。随着交通运输业的进一步发展，大跨度连续刚构桥梁的运用会越来越广泛，更要加大力度严格进行施工控制，完善施工控制技术，加强施工控制工序的研究，为提高质量不断努力。

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