谈大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制

摘要：本文主要讨论了影响大跨度连续梁桥施工控制因素、施工控制的任务与工作内容以及施工控制的方法。

关键词：大跨度连续梁桥 施工控制

中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：

桥梁施工控制是指通过对施工过程中出现的偏差进行分析识别，发现问题并及时进行纠偏，同时对结构的后续阶段进行预测，使施工系统始终处于控制之中。

1、影响施工控制的因素

大跨径连续梁桥施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态（线形与受力）相吻合。要实现上述目标，就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计的所有因素，以便对施工有的放矢的有效的控制。

1.1结构参数

不论何种桥梁的施工控制，结构参数都是必须考虑的重要因素，结构参数是控制中的结构施工模拟分析的基本资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。事实上，实际桥梁结构参数一般很难与设计所用的结构参数完全吻合，总是存在一定的误差，施工控制中如何恰当地记入这些误差，使结构参数尽量接近桥梁的真实结构参数，是首先需要解决的问题，结构参数主要包括以下内容：结构构件截面尺寸，结构材料弹性模量，材料容重，材料热膨胀系数，施工荷载，预应山或索力等。

1.2施工工艺

施工控制是为施工服务的，反过来，施工的好坏又直接影响控制目标的实现。除非要求施工工艺必须符合控制要求外，在施工控制中必须计入施工条件非理想化带来的构件制作、安装等方面的误差，使施工状态保持在控制中。

1.3施工监测

监测是桥梁施工控制的最基本手段之一，监测包括应力监测、变形监测等。因测量仪器、仪器安装、测量方法、数据采集、环境情况等存在误差，所以结构监测总是存在误差的。

1.4结构计算分析模型

无论采用什么分析方法和手段，总是要对实际桥梁结构进行简化和建立计算模型，这种简化使计算模型与实际情况存在误差，包括各种假设、边界条件处理、模型的本身精度等。控制中需要在这方面做大量工作，必要时还要进行专门的试验研究，以使计算模型误差所产生的影响减到最低限度。

1.5温度变化

温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大。这种影响随温度的改变而改变，在不同时刻对结构状态(应力，变形)进行量测，其结果是不一样的，如果施工控制中忽略了该项因素，就必然难以得到结构的真实状态数据，从而也难以保证控制的有效性，所以，必须考虑温度变化的影响。

1.6材料收缩、徐变

对混凝土桥梁结构而言，材料收缩、徐变对结构内力、变形有较大的影响，这主要是由于大跨度连续梁桥施工中的混凝土普遍加载龄期短，各阶段龄期相差大等引起的，控制中要予以认真研究，采用合理的、符合实际的徐变参数和计算模型。收缩和徐变还将影响成桥后运营阶段的结构变形，这也是设定预拱度要考虑的因素。

1.7施工管理

桥梁施工控制的对象就是桥梁施工本身，施工管理好坏直接影响桥梁施工质量、进度等。特别是施工进度一旦不按计划进行，必然给施工控制带来一定的难度，悬臂施工的大跨度连续梁桥尤为突出，如果梁相对悬臂施工进度存在差别，就必然使两悬臂在合拢前等待不同的时间，从而产生不同的徐变变形，由于徐变变形较难准确估计，所以容易造成最终合拢困难。

2、施工控制的工作内容

施工控制的工作内容主要包括以下几个方面：

2.1几何（变形）控制

施工过程中，结构的变形将受诸多因素的影响，极易使桥梁在施工中的实际位置（立面标高，平面位置）状态偏离预期状态，使桥梁难以合拢，或成桥线形形状与设计要求不符，所以必须对桥梁实施控制，使其结构在施工中的实际位置状态与预期状态之间的误差在容许范围之内，和成桥线形状态符合设计要求。

施工控制的结果需有一定的标准来评判，桥梁施工控制中的几何控制总目标就是达到的几何状态，最终结果的误差容许值与桥梁的规模、跨径大小、技术难度等有关，目前还没有统一的规定，需根据具体桥梁的施工控制具体确定。

2.2应力控制

桥梁结构在施工过程中以及成桥状态的受力情况是否与设计相符合是施工控制要明确的重要问题，通常通过结构的监测来了解实际应力状态，若发观实际应力状态与理论（计算）应力状态的差别超限就要进行原因查找和调控，使之在允许范围内变化。结构的应力控制的好坏不像变形控制那样易于发现，若应力控制不力将会给结构造成危害，严重者将发生结构破坏（我国宁波的招宝山大桥主梁断裂就是一个例子），所以必须对结构应力实施严格监控。对应力控制的项目和精度还没有明确的规定，需根据实际情况确定，通常包括：

(1)结构在自重下的应力（实际应力与设计相差宜控制在+5%）。

(2)结构在施工荷载作用下的应力（实际应力与设计相差宜控制在+5%）。

(3)结构预加力除对张拉实施双控（油表控制和伸长量控制，伸长量误差允许在±6%以内）外，还必须考虑管道摩阻影响（对于后张结构）。

(4)其他应力，如温度应力、基础变位、风荷载、雪荷载等引起的结构应力。

（5)施工中用到的对桥梁施工安全有直接影响的支架、挂篮、缆索吊装系统等的应力在安全范围内。

2.3稳定性控制

目前，桥梁的稳定性已引起人们的重视，但主要注重于桥梁建成后的稳定计箅。对施工过程中可能出现的失稳现象还没有可靠的监测手段，尤其是随桥梁跨径的增长，受动荷载或突发情况的影响，还没有快速反应系统，所以很难保证桥梁施工安全。为此，应建立一套完整的稳定监控系统。目前主要通过稳定分析计算（稳定安全系数），并结合结构应力，变形情况来综合评定控制其稳定性。

桥梁的稳定安全系数是衡量结构安全的重要指标，但现行规范中尚未详细列出不同材料的不同结构在不同工况下的最小稳定系数，对此，有待今后完善，施工中，除桥梁结构本身的稳定性必须得到控制外，施工工程中所用的支架、挂篮、缆索吊装系统等施工设施的各项稳定系数也应满足要求。

2. 4安全控制

桥梁施工过程中安全控制是桥梁施工的重要内容，只有保证了施工过程中的安全，才谈得上其他控制和桥梁的建设，其实，桥梁施工的安全控制是上述变形控制、应力控制、稳定控制的综合体现，上述各项得到了控制，安全也就得到了控制（由于桥梁施工质量问题引起的安全问题除外）。由于结构形式不同，直接影响施工安全的因素也不一样，在施工过程中需根据实际情况，确定其安全控制重点。

3、施工控制的方法

连续梁桥是施工-监测-识别-调整-预告-施工的循环过程，其实质就是施工按照预定的理想状态（主要是施工标高）顺利推进。而实际上不论是理论分析得到的理想状态，还是实际施工都存在误差，所以，施工控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，对结构未来做出预测。施工方法可以采用预测控制法、自适应控制法、线性回归分析法等方法。

结语：

桥梁施工控制系统是确保桥梁安全施工的保障，是必不可少的，尤其对造价昂贵的大跨度桥梁，更为重要。桥梁施工控制是现代桥梁建设的必然趋势。

参考文献

[1]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计【m】.北京：人民交通出版社，2000

[2]杨友无. 大跨度预应力混凝土连续式桥梁施工与质量控制. 西南交通大学.2004

作者简介：

蔡诗平（1982-）男，山东菏泽人，助理工程师，大学学历，毕业于西南交通大学土木工程专业，研究方向为桥梁工程。