浅谈大跨度桥梁线型控制

摘要：现代桥梁线形控制不仅是桥梁施工技术的重要组成部分，也是确保桥梁施工宏观质量控制的关键及桥梁建设的安全保证，它在施工过程中起着安全预警、施工指导以及及时为设计提供依据。本文主要浅析桥梁施工中的线型控制问题及举例64米节段梁的线型控制来说明。

关键词：桥梁施工，线型控制，64m节段梁

Abstract: modern bridge the linear control of the bridge construction is not only an important part of the technology, is to ensure that the bridge construction quality control key and the macro bridge construction safety guarantee, it plays in the construction process of early warning, construction guidance and in time for the design provides the basis. This paper mainly analyses the linear control problem of the bridge construction, for example and 64 meters of precise linear control section to explain.

Keywords: bridge construction, line type control, 64 m precise section

中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：

一、桥梁线形控制的意义及目的

桥梁发展日新月异、桥梁起的作用不但是跨越结构的技术实用性，而且越来越追求美观与环境的交融，桥梁线型就是体现设计者理念最好可视指标，要实现设计线型，必须未雨绸缪，特别要在施工过程控制方面入手。任何体系的桥梁在每一个施工阶段的变形和内力是可以预计的，因此当施工中发现监测的实际值和预计值相差过大时，随即进行检查和分析，找出原因并排除问题后方可继续施工，避免出现事故，造成不必要的损失。

1 ）通过各桥梁施工过程中的线形监测，及时掌握桥梁施工过程中的线形状态，了解施工过程中各关键截面的挠度变化。

2） 通过各桥梁施工过程中控制截面的应力测试，及时跟踪各施工阶段关键截面的应力大小，了解桥梁结构的应力状况。

3 ）通过测定新型结构桥梁施工过程中的温度效应、混凝土的收缩徐变效应，为施工过程中的相关决策提供数据依据。

4 ）通过对桥梁施工过程中关键工况的应力及变形监测，吊杆力、斜拉索力等的监测，了解施工过程最不利工况下关键截面的受力状况、关键截面的挠度，并与理论计算结果作对比，评价施工工艺的可行性，并在必要时提供改进建议。

二、桥梁线形控制的工作流程

一般大跨度桥梁的施工控制是一个施工量测识别修正预告施工的循环过程。该过程中需要对主梁标高和应力实行双控。

它主要包括两个部分：数据采集系统，即在桥上埋设各类传感器和设置监控系统，采集资料；资料分析仿真模拟系统，将采集到的资料进行分析处理，以确定下一个施工阶段的参数。

桥梁线形等监控系统框图

三、桥梁线形测试截面及测点总体布置

桥梁结构位移测试截面及测点布置如下：悬臂梁段的各节段，拱、塔的位移控制断面. 在结构位移测试的同时，通常进行其他如应力的测试：

1） 应力测试截面及测点布置：结构控制截面、受力复杂位置。

2 ）温度测点布置：结构混凝土内部、结构外表、箱梁内等

3 ）斜拉索力、大缆索力、吊杆索力等测试。

四、桥梁线形监控方法

1） 线形监控测试系统

线形是衡量桥梁施工质量的宏观要素，施工过程中线形控制的质量直接关系到结构的应力状态，也是桥梁施工阶段中能否准确合拢的关键因素。为实现这一目的，采用的线形测试系统如下：

（a） 精密水准仪量测系统。

（b） 全站仪量测系统。

在进行线形监控的同时，一般还同步进行应力的测试。同样应力有其监控系统。

2） 线形监控理论计算及校核计算软件

计算软件采用平面桥梁专用分析软件如：BSAS、桥梁博士、MIDAS-Civil等。

并采用另一平面分析软件，或空间有限元分析软件如ANSYS、Mark等 作计算校核。

3） 施工控制中的线形施工误差调整理论方法

结构参数识别与修正法；

卡尔曼滤波法；

灰色系统法；

最小二乘法；

约束优化反演法等

五、桥梁线形监控影响因素及控制要点

1、影响因素

1）结构参数；

2）施工工艺；

3）监测测试；

4）结构计算分析模型；

5）温度变化；

6）材料收缩；

7）施工监控设施的保护。

2、监控要点

1）测试元件设备的选用及检验校核；

2）挠度、应力等的测试应在每天的同一时间，且应该在每天的早晨日出之前完成测试工作。

3）及时处理测试数据，并进行分析，对下一步施工做出指导。

4）严格及时控制，减小偏差的积累。

5）施工误差出现后的调整工作非常关键。

六、64节段梁的实际线型控制示例

64米节段梁的线型控制主要是通过平面(纵横向)坐标的控制及竖向标高的控制来实现的，前者控制线型的前后左右位置，后者保证竖向线型的平顺。

1、平面线型的控制

由于该节段梁是通过MZ3200双线箱梁造桥机来进行架设的，因此要保证梁体线形，必须要保证架桥机能够正确就位。即在造桥机就位前，必须将架桥机纵横移滑座的位置、标高调整好，并将架桥机的设计位置做好标记，精确定位,根据造桥机设计要求，纵向位置偏差小于20毫米，横向偏差小于30毫米；拖拉过孔过程开始控制上下游主桁纵移过程中的同步性，避免出现较大偏差。然后在下扁担梁上放设双线桥梁的中心线、点，按照桥梁设计及施工设计计算的要求将临时支座标高调整好，同时根据放出的桥中心线、点引出节段梁的前后边线，确定其平面位置。

2、竖向线型的控制

1）临时支座安装与布置

主要通过调整临时支座的标高来实现。整个造桥机共设12条下扁担梁，每条扁担梁上弦平面共有8个临时支座，均为100吨单作用自锁液压顶，共计96台，其在造桥机下扁担梁上的布置以及与节段梁块的相对位置如下图：

2）架梁前临时支座标高测量与调整

节段梁安装及湿接缝浇注过程中，造桥机主桁逐渐加载，影响到临时支座顶面标高也不断的发生变化（向下位移）；而逐渐施加预应力过程中，主桁架卸载回弹及混凝土徐变等产生反拱，临时支座顶面标高，即箱梁底部标高将向上位移。为了避免新浇注湿接缝砼上下翼缘出现过大拉应力、产生裂纹，架梁前临时支座顶面标高应预留安装节段梁和浇注湿接缝后箱梁自重引起主桁的向下位移量，即通过设置临时支座预拱度来进行调节。

3）架梁后（浇注前）线形调整

26块节段梁全部安装架设完成后，主要控制梁底标高，对箱梁底部（临时支座）标高进行复核, 并与浇注湿接缝后的预留标高进行比较误差需符合客专规范。

七、结语

目前我国的桥梁事业正处在蓬勃发展时期，人们对桥梁的认知越来越高，特别是大跨度桥梁线型不但是受力模式的特征、更是地标景观特征，这就使着力实现线型设计要素、努力体现设计线型美感必将成为桥梁人越来越浓墨重彩、必须重视与研究的课题。