大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制

        【摘 要】随着科技的发展和社会的不断进步，大跨度桥梁施工建设项目逐步增多。但对于大跨度预应力混凝土连续梁桥施工工序较多，过程复杂。施工期间可能会出现一些不确定性的因素而影响施工过程，导致梁结构跟设计上存在一定的偏差。本文主要针对大跨度梁施工控制过程进行简要分析，并针对问题提出合理的控制措施。

        【关键词】大跨度；连续梁施工；预应力混凝土；控制；措施

        在上世纪五十年代，已经开始采用预应力混凝土连续梁的施工工艺，作为一种古老的结构体系，其具有变形小、平顺舒适、抗震性能好、便于养护，且伸缩缝少、结构稳定强等特点。但在施工时由于跨度大，导致施工过程费时费力。目前我国在预应力混凝土连续梁的施工方面主要采用平衡悬臂梁浇筑法，之后浇筑合拢段。但在施工中经常会存在一些不足，下面具体分析。

        1 连续梁的发展现状

        目前我国在进行大跨度预应力混凝土连续梁桥施工时主要采用“T”型结构对称悬臂浇筑→边跨合拢→中跨合拢的结构施工模式，但该模式施工时不仅会受非均匀材料的影响，还会受时间、温度和湿度的影响。这些因素会使得桥梁节段之间相互作用，最终导致浇筑混凝土的过程中出现偏差，使桥梁施工的稳定性、可靠性和外形等受到影响。所以，为保证大跨度预应力混凝土连续梁桥施工中的质量，需要在施工过程中加以控制和监督。

        2 施工控制技术的重要性

        （1）确保梁的施工质量。根据具体的施工工序，通过现场得到的数据和参数，分析和验算桥梁的结构性能。根据得出的结果进行主梁端挠度的控制参数分析，从而保证梁结构的受力在设计的范围内。

        （2）保证梁体的健康、安全。由于自然灾害和人为因素的影响，导致桥梁结构受损。因此，要通过控制来保证梁结构的稳定性、持久性和安全性。

        （3）施工过程的需要。大跨度梁的施工过程复杂，施工过程中由于分段数目多、悬臂长度较长，导致施工过程中实际梁结构容易与设计发生偏差，影响其结构的稳定性和舒适度。所以，在施工中需要对其进行质量控制，发现问题及时修正处理。

        （4）梁体结构本身需要控制来约束。梁的结构恒载内力跟施工技术关系紧密，不同的施工技术会导致结构的恒载内力也不同，由于弹性模量、结构自重、施工荷载和温度等影响，加上测量的误差导致实际的施工状态很难做到与设计一致，会出现一些偏差，但这些偏差的积累值必须要控制在范围之内，否则会严重影响桥梁的稳定性。

        3 施工控制的内容和方法

        某大桥为大跨度预应力混凝土连续梁结构，总长度为360米，结构布置图如下：

        该大桥总体结构布置图

        桥宽37米，箱宽10.25米，采用预应力混凝土结构。梁中心线长6.3米，中跨度合拢段的梁高度为2.5米，底下段按照抛物线规律进行设计。主要的控制截面尺寸如下图所示：

        根部I-I断面结构

        跨中II-II断面结构

        4 施工控制基本原理分析

        4.1 影响施工控制的原因

        参数方面：

        （1）施工荷载和预加应力

        结构制作中存在施工荷载的影响，临时的荷载对结构的变形和受力都有很大影响。另外，索力和预应力也是影响结构变形和受力的重要参数，其作用的大小主要受管道摩擦、钢筋截面尺寸、张拉设备和弹性模量的影响。

        （2）结构的构件尺寸

        由于结构构件存在一定的截面尺寸偏差，会使得整体结构内力和变形情况受到影响。

        （3）弹性模量

        对于超净定结构而言，结构材料的弹性模量直接关系着结构的变形问题，对其产生巨大影响。但在设计中的弹性模量和实际的数值也会有一定偏差，所以，要尽量避免施工控制弹性模量对结构的影响。

        （4）材料的容重和膨胀系数

        材料的容重在施工中会影响其内力和变形情况，控制中需要计算设计的取值和实际容重之间的偏差值，尤其是混凝土材料。集料不同、钢筋含量差异都会影响容重，施工中需要重点关注。钢结构制作时要特别注意热膨胀系数产生的作用。

        控制方面：

        （5）施工检测和施工工艺

        在施工过程中，施工的工艺、施工条件直接影响着构件的制作和安装质量。在桥梁施工中需要对施工控制进行检测，检测的范围包括：变形监测、应力检测、测量方面出现的误差等，误差的存在会导致实际的结构参数发生变化。

        （6）结构计算模型和温度变化

        季节性的气温、骤变温差等都会对原定的控制状态产生影响，因为有些材料的性能会随着温度的变化而变化，需要做好温度方面存在的影响监控。在多种环境和条件复杂的情况下，需要建设独立的计算模型来分析桥梁结构的制作和安装。因为简化的模型中产生误差，并且会影响其本身的精度。因此，简化计算模型也会影响其结构的稳定。

        （7）施工管理的影响

        施工管理对于施工质量的影响不言而喻，施工质量的好坏直接关系着桥梁结构的安全和稳定。

        4.2 施工控制的具体任务

        （1）几何变形的控制

        在桥梁的结构施工中会存在变形，其影响因素较多。导致桥梁结构的实际立面标高、平面位置都会超出设计的要求，桥梁将难以合拢，或跟设计要求不符。其中悬臂梁在浇筑时的要求：

        悬臂梁浇筑的混凝土梁允许偏差

        施工控制的结果和桥梁的工程质量都需要进行检验，其中控制结果受桥梁的规模、技术要求、跨径大小、结果误差等因素制约。

        （2）应力控制

        施工控制中要考虑成桥状态的受力是否符合社会的要求，通常用结构应力检测来分析实际的应力状态。其中需要确定的情况为：

        1）结构在施工荷载下的应力，跟设计相比控制在+5%，结构在自重下的应力跟设计相差控制在+5%。

        2）结构预应力的伸长量控制在+6%，还需考虑管道的摩擦作用。另外，温度应力也会对大型的墩柱、基础产生影响，风荷载、雪荷载和基础变位等都存在应力的作用。

        （2）稳定控制和安全控制

        桥梁的强度和稳定性是桥梁质量的重要指标。目前主要是利用稳定分析计算出安全系数来判定结构的应力和变形情况以及稳定性。桥梁的安全控制主要是指桥梁施工中稳定控制、应力控制和变形控制的综合体现。

        4.3 施工控制采用的方法

        大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制主要过程为：施工-检测-识别-调整-预告，再到施工的循环过程。在施工过程中出现的误差等需要根据分析进行控制和调整，控制的方法主要有：1）自适应控制法2）线形回归分析法3）预测控制法

        4.4 参数的控制和识别

        在桥梁施工中出现误差的主要因素为设计参数的误差，即设计参数值和桥梁实际状态之间存在的偏差。连续梁桥主要的设计参数包括：（1）温度控制，（2）弹性模量，（3）混凝土收缩系数，（4）自重力，（5）容重，（6）有效的预应力，（7）挂蓝，（8）施工进度误差，（9）节段施工周期。

        4.5 施工过程中控制检测系统

        为了保证施工控制的顺利进行，对施工过程中的各项技术参数需要准确测定。施工的初始参数可以作为实测的依据，其中检测的项目有：温度量测、挠度量测、材料力学、应力观测、线管摩擦损失的测定等。材料力学中又包括容度、强度、弹性模量、钢筋弹性强度等参数，这些都会影响梁结构的稳定。

        5 结束语

        为了保证大跨度预应力混凝土连续梁桥的质量，需要加大对大跨度梁施工的质量控制，对于出现的问题及时修整，根据具体的工程项目制定质量控制的方案和对策，避免事故问题的出现，提高大跨度梁的稳定性和安全性。

        参考文献：

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