连续梁悬臂施工的线性控制解析

[摘 要]在大跨径连续梁施工过程中，必须对每一施工环节的误差进行控制，否则随着悬臂不断伸长而逐渐积累，对最终大桥合拢造成困难。因此，需对连续梁悬臂施工进行线性控制，本文以某工程为例，对此进行了深入探究。

[关键词]连续梁；悬臂施工；线性控制

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0179-01

引言：在特大桥工程施工中，连续梁悬臂施工技术应用非常广泛，但其质量控制难度较大，本文以某特大桥为例，对线性控制进行了重点研究。

1 工程实例

某特大桥总长为1265m，第19～22孔采用连续梁，连续箱梁全长177.2m。梁体为变高度、单箱单室、变截面结构。箱梁顶宽12m，箱梁底宽为变截面，中支点处为6.8m，其余按5.14～6.10m线性变化；顶板厚度除梁端附近外均为40cm；底板厚度45～150cm，按圆曲线线性变化；腹板厚度48～60～90cm，按折线变化。全梁在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板设有空洞，供检查人员通过。

2 施工控制的目的及意义

在桥梁施工的过程中，对于主要工作环节和过程要进行严密桥梁施工检测，确保在绝对安全的环境下进行施工。施工过程中根据桥梁结构的实际状态，通过各类型检测方法和测试所取得的第一数据进行分析，并给予修正，为后续桥梁施工工序提供可靠的标高、内力变化等数据，指导并检测施工过程，确保桥梁施工的各项参数符合设计及规范要求。在该大跨径桥梁施工的过程中，一定要实时监测、实时控制，将实际施工和设计要求之间产生的偏差压缩到最小状态。在实际测量施工过程中的各段应力、温度和标高等数据后，反馈控制及自身修正运用大量的该类型施测数据对桥梁已施工结构进行分析、控制和预测。为了避免施工过程中可能出现的不安全影响、丰富桥梁设计理论、改进施工技术和保障施工质量，在桥梁建设时期的实时检测是非常有必要的。

由于受到许多因素的影响，使得桥梁主体结构在施工的过程中很容易产生形变，导致桥梁梁体结构的实际位置（平面、高程）与预期状态之间产生偏差，从而进一步影响桥梁的合龙，即便是能够合龙，但是桥梁线形和设计要求之间又产生了偏差，所以，桥梁施工监控的主要项目之一就是结构几何线形的控制。

3 施工控制系统

随着施工过程的持续进展，本悬臂施工的桥梁结构由于跨径大，其各部位的荷载、环境都在不断地发生着变化，影响其结构内力和线形也在发生变化。所以我们采用一些特殊方法对桥梁在施工过程中产生的结构变形和内力加以控制，实时监测施工的每一个阶段，确保施工条件和施工环境的安全性，最大限度地让成桥后的内力和线形接近原设计要求。

大跨径悬臂桥梁施工控制的任务主要是在桥梁施工的过程中的控制，在施工之前的控制只能是作出简单的预测，施工中控制是为了保证随时变化的内力和线形变化能处于限差要求之内，最终保证整桥的内力和线形均符合设计要求。建筑工程的施工监控手段在时间限度上可以划分为施工前控制、施工中控制和施工后控制，而大跨径桥梁施工的监控主要针对的是施工中控制，从桥梁形变控制、内力控制以及稳定性控制三方面着手。针对该桥的实际情况和参数，主要控制桥梁施工过程中线形的变化，确保在施工过程中呈现的实际状态和预期的状态之间出现的误差不超出限差和桥梁设计要求。

4 控制过程及实施

大跨径桥梁结构在悬臂施工过程中，影响桥梁线型和结构内力变化的因素主要有施工采用的方法和施工顺序。实际施工阶段，有多种因素可能会造成结构内力和形变与之前设计偏差较大，如上部荷载增加、温度变化、空气湿度变化、混凝土固化膨胀和收缩等。如混凝土的性质变化情况是影响施工挠度的重要因素，为了提高混凝土的观察效果，必须要在常温下进行观察，避免温度过大引起混凝土收缩变形。因此，为了确保设计、施工和经过调整的施工过程能够准确实现，施工过程中要采用一定的方法对结构的变形加以控制、指导施工，对大跨径桥梁的每一个施工阶段进行详细的监测分析和施测验证。

针对本连续梁的结构和工程特点，施工控制主要采用预测控制法。预测控制法是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素和施工所要达到的目标后，对结构的每一个施工阶段形成前后的状态进行分析预测，使施工沿着预定的状态进行。主梁的施工过程遵循“施工测量预测识别调整预报施工”的循环过程，这是一个技术问题，也是一个系统工程。这其中包含两方面工作内容：第一、对本桥线形控制的主要部位主梁标高进行实时监测、采集数据；第二、通过仿真模拟计算系统分析已采集到的标高数据，通过分析做出预判，为下一道施工工序提供相关参数。故精细的观测和大量的计算分析是梁体标高控制过程的主要工作。设计的施工过程和受力状态在有效的控制下最终得以实现，达到成桥阶段的控制目的。

4.1 施工控制流程

根据实际工程特点，特制定该连续梁悬臂施工线形控制工作的基本流程，具体如图1所示。

4.2 梁体变形观测

梁体施工阶段控制的主要内容为桥梁结构几何尺寸，由于误差无处不在，且不能被根本消除，所以任何一个部位都不可能达到与设计尺寸完全吻合，所以要尽量减少施工结构尺寸与设计尺寸的偏差，将出现的这些误差通过技术手段降低到相关规范的限差范围之内。

控制成桥线形的主要依据就是扰度观测资料。本工程中，在每个施工块件上布设2个对称的高程标高观测点，这样在测量箱梁挠度的同时，也可以观测箱梁是否发生扭转变形。标高控制点布设在距离块件前段10cm处，采用直径25mm的短钢筋竖直焊接与顶板上下层钢筋。标高测量点露出箱梁混凝土表面50mm，测头磨平并刻十字，用红色油漆标记。

1）测点布置。为了控制箱梁顶板的设计标高而设置0号块件高程观测点，同时也作为后续各悬浇节段高程观察的基准点。每个0号块件的顶板各布置7个高程观测点。各悬浇节段的高程观测点布置每个节段各设2个测点，对称布置在悬臂板与承托的交接点，离块件前端10cm处。

2）观测时间与项目。挠度的观测时间一般安排在太阳出来之前，这样可以极大地减小气温对于测量带来的精度影响。在桥梁施工的过程中，主要需要观测以下阶段：挂篮行走前后、预应力张拉前后、混凝土浇筑前后、桥梁合龙前后、成桥前后的各项标高值等。这些都是施工过程中控制的主要的数据依据来源。

3）观测频率。悬臂施工的连续梁，每一个块件都包含挂篮行走、钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力张拉四道工序。这其中钢筋绑扎所产生的挠度十分微小，可以不用观测，而其他三道工序施工前后都应进行高程观测。所以确定各施工块件的观测顺序为：①挂篮行走前；②挂篮行走后；③块件混凝土浇筑前；④块件混凝土浇筑后；⑤预应力张拉前；⑥预应力张拉后，共6个观测测次。

4.3 结构分析

结构分析拟使用MIDAS软件进行。根据施工单位和设计单位提供的有关资料，由两人独立计算，相互复核。结构分析方法采用正装计算和倒装计算相结合的方法，并根据实测数据与计算值的差异对结构模型不断进行修正，以便实现后续施工节段预抛高值更合理的预报。

5 结束语

大跨径预应力连续梁桥的施工监控是一项系统工程，工作量大、技术性强、涉及面广，建设、设计、监理、施工、监控单位应密切配合、及时沟通。连续梁施工过程中引起偏差或者误差的因素有很多，所以控制的过程必须要有严密的控制程序和控制方案，确保工程施工的连续性、安全性和稳定性。

参考文献：

[1]田武平，周思锋，詹应超.大跨度连续梁悬臂浇筑挂篮的设计及施工，2010（8）.