浅谈施工全过程几何控制法在钢混组合梁桥中的应用研究

【摘要】以港珠澳大桥浅水区非通航孔桥施工监控实施为例，介绍施工全过程几何控制法，针对现场采集数据的方法控制钢混组合梁桥的施工进程，以及施工全过程几何控制法的必要性和优越性。

【关键词】施工全过程几何控制法；钢混组合梁桥；施工监控；

1引言：

施工过程控制是将现代化的控制技术与工程实践相结合而发展起来的一门理论，随着我国交通基础设施的不断发展，对于桥梁跨度的要求也越来越高，同时由于新型材料以及新工艺的出现，桥梁在施工过程中的控制也显得越来越重要。

桥梁施工是桥梁建设至关重要的部分，桥梁施工的成功与否直接决定了桥梁建设的成败。尽管到了科学技术飞速发展的今天，由于我国地理条件的限制，桥梁施工总是面临非常艰巨的地形，所以施工难度也与日俱增。桥梁建设是一个系统的工程，为了满足桥梁的功能目标，必须对施工方法及施工顺序进行详尽的计划。在施工过程中，由于各种不确定与不确定因素的影响，如何从各种失真的数据中找出尽可能精确的结果则显得至关重要。由于目前国内缺少组合梁施工的相关标准规范，施工难度大，只能参考国外相关规范及同类工程的经验进行施工，施工过程中的细节繁多，对组合梁结构的监控十分必要。

2 原理：

施工全过程几何控制法是通过制造阶段精确控制结构构件的无应力构形的尺寸及形状、在构件安装阶段精确控制结构的几何形态，并以结构的内力状态辅助控制，进而达到控制桥梁结构的最终成桥线形和内力的一种施工控制方法。总体来说，施工全过程几何控制法是无应力状态控制理论和“全过程”理念有机结合起来的一种全新的控制方法。

3 应用实例：

介绍施工全过程几何控制法在港珠澳大桥浅水区非通航孔桥中的应用，并指导施工。

3.1 工程概况

港珠澳大桥起自香港大屿山石散石湾，止于珠海/澳门口岸人工岛，总长约35.6km。CB05 合同段起点里程 K29+237，终点里程 K35+890，主线设计总长度6653m，其中主线桥梁全长 6368m，桥跨布置自东向西依次为：浅水区非通航孔桥（钢-混组合连续梁桥）、九洲航道桥（双塔单索面钢混组合梁斜拉桥）、珠澳口岸连接桥（预应力混凝土连续箱梁桥）。

浅水区非通航孔桥采用 85m连续组合梁，5～6 孔一联，全长 5440m。九洲航道桥以东布置 53 孔（9 联），以西布置 11 孔（2 联），全桥共计 11 联，128 片组合梁，单片组合梁最大重量约 1846t。主梁采用“开口钢主梁+混凝土桥面板”的组合结构。

3.2 施工全过程几何控制法在港珠澳大桥浅水区非通航孔桥中的应用

3.2.1线性控制

3.2.1.1预制墩台安装线性监测

1.承台及底节墩身安装线性监测

2.预制中节及顶节墩身安装线性监测

3.2.1.2主梁线性监测

1.钢主梁制造线性监测

2.组合梁组合阶段线性监测

3.组合梁架设及体系转换线性监测

3.2.2应力控制

1.应力传感器的设置

2.组合梁组合阶段应力监测

3.组合梁吊装运输阶段应力监测

4.组合梁现场安装阶段应力监测

3.2.3温度控制

1.主梁温度场监测

2.环境温度监测

3.2.4桥面临时荷载控制

4 结论：

1.施工全过程几何控制法的优点是对于施工过程中每一个阶段结构的线性及应力都能得出两组能够相互对比验证的数据，实现了程序化的操作，利于对施工过程中出现的各种偏差作出及时的调整并进一步指导施工。

2.结果表明在主梁架设阶段，各梁段的实际挠度值与计算挠度值吻合较为良好，说明主梁线性控制良好；

5 建议和展望：

（1）由于现场环境及设备的影响，监测数据会存在一些误差，那么下一步将会研究如何在监测过程中引入误差分析，对坚持数据进行精度控制显得格外重要；

（2）本文只对钢混组合梁桥的施工全过程进行了监测与控制，在现有研究的基础上，还需要进一步对成桥后期结构的徐变效应进行跟踪监测；

（3）现阶段国内的施工过程控制的重心往往只注重于施工中的控制与监测，下一步应该研究如何在施工过程中将元器件埋在结构中，从而建立长期有效地健康监测，使得桥梁在运营过程中结构的力学特性能够得到良好的控制；

参考文献

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[2] 李乔， 卜一之， 张清华。 大跨度斜拉桥施工全过程几何控制概论与应用[M]. 成都： 西南交通大学出版社，2009年4月

[3] 李乔， 卜一之， 张清华。 基于几何控制的全过程自适应施工控制系统研究[J]. 土木工程学报，2009，42（07）

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