預應力混凝土連續鋼構橋施工控制研究

許國國

摘要：隨著交通事業的發展，交通量、荷載等級、行車速度等必然提高，還有一些不可預測的自然破壞力也將危及橋梁的安全。因此，為了交全可靠的建好每座橋，施工控制將變得十分重要，是橋梁建設的安全保證。本文主要介紹預應力混凝土連續鋼構橋施工控制的有關內容。

關鍵詞：預應力；混凝土；橋梁；施工控制；測量

前 言

連續剛構是采用柔性橋墩，使墩梁固結、主梁連續形成連續剛構橋，它是T形剛構與連續梁結合的一種新型體系。九十年代以來，連續梁橋以其獨特優點得到了迅速的發展，但施工中需要梁墩臨時固結和進行體系轉換，同時需設置大噸位的盆式橡膠支座，增加了養護工作和費用。隨著高強混凝土、高強預應力鋼材、大噸位張拉錨固體系的應用與發展，由于其具有大跨、高墩的能力，且施工中省工、省料、省時，因而大跨度預應力混凝土連續剛構橋得到了迅速發展。

一、施工監控項目研究目的和意義

連續剛構橋施工監控的目的是通過在施工過程中對位移、撓度、應力、溫度的監測和采取施工控制，從而確保施工的安全和結構內力符合設計規范要求，確保大橋主橋順利合攏，線形符合設計要求。根據施工單位提出的施工方案，對大橋進行模擬施工、運營階段的結構驗算和結構分析，在技術角度對施工方案作出一定評價，以便相關單位及時對施工方案進行修改或確認。

二、橋梁主跨模擬施工運營階段的結構分析

結構分析是結構施工控制的一項重要工作，結構分析采用非線性有限元法，結構施工過程一般有倒退分析與前進分析兩種方法。結構分析需要在橋梁主跨施工前提前進行。在橋梁的主跨施工懸澆施工前，監控人員根據施工方案中的施工過程與成橋運營情況，通過相關專業軟件，參考施工方案和實測相關數據，進行各施工狀態及成橋后的內力與位移計算，從而確定結構各施工階段的內力與位移理論值，計算還可分析確定出橋梁的預拱度。

三、掛籃施工

掛藍是一個能沿梁頂滑動或滾動的承重構架，其錨固懸掛在已施工的前端梁段上，在掛藍上可進行下一節段的模板、鋼筋、預應力管道的安裝、混凝土的澆筑、預應力張拉、壓漿等工作，完成一個節段循環后，掛藍即可前移就位，進行下一節段的懸臂灌筑，直至懸臂灌筑完成。橋掛藍結構形式為菱形，考慮現場安裝方便，桿件聯結方式為銷接，行走采用后錨自錨式結構及前支座滑動方式，主體結構由主桁、橫梁及底模架、懸吊系統、行走系統和模板組成。

四、懸臂施工

懸灌段施工開始頭幾個節段，由于氣溫較低，混凝土強度增長慢，加之各工序的銜接不理想，操作不夠熟練，施工質量也不夠穩定，因而，一節箱梁的施工周期長達10天。通過一段時間的實踐后，逐漸掌握了施工規律，各工序操作熟練程度有所提高，工序間的銜接比較緊密，使施工周期縮短到平均7天，最短達6天。待合攏段施工后即可拆除掛籃。拆除順序與安裝順序相反。

五、現場施工控制

1.現場控制

連續剛構成橋線型將直接影響其結構內力分布，因此，在連續剛構施工過程中，應嚴格控制每一節段豎向撓度及橫向偏位。

1.1 加強原材料進場審批制度：對進場的原材料范規定進行材料性能，必須有原材料合格試驗報告復檢，復檢合格后方可使用，材料進場后，應按規對沒有合格試驗報告的原材料，一律不能進場。

1.2 強化施工計量管理：對混凝土攪拌機、張拉千斤頂等設備，在使用前必須進行標定，并定期檢查，出現異?；虺^使用期限應立即重新標定。

2.測量控制

2.1 施工放樣

梁段施工時，中線按設在兩岸的4個控制點進行控制測量，立模放樣的測點設在底模板梁段的前緣，在立模時將上述立模標高換算成座標標高。在施工過程中對全橋中線和臨時水準點進行定期復核和檢查，確保各個結構施工測量的準確性。

2.2 施工觀測

重點對2個主墩結構進行施工觀測，按照施工順序，每懸澆一段，在掛籃就位后澆筑混凝土前、澆筑梁段混凝土后、張拉縱向預應力束前、縱向預應力后、移動掛籃前（即進行下一節段作業前）各觀測一次。建立每次觀測要記錄好標高、溫度、墩沉降情況等。測量結果以表格形式及時反饋并對一些意外情況在備注欄中注明。

六、參數識別與調整

連續剛構在施工過程中最困難的任務就是撓度的計算和控制，為確保連續剛構在成橋狀態的線形達到設計的要求，施工時確定上部結構每一施工階段的各項參數的確定和調整。

1.自重力

對于現場澆筑的混凝土結構來說，由于容重變化、漲模、超厚所引起構件自重的變化是沒有恒定變化規律的，但是經常發生。為確定塊件實際重量，可預先在懸臂根部某截面處的箱梁頂底板內埋置應力傳感器。對于k施工階段在塊件混凝土澆筑前后，觀測到截面I（距懸臂根部1.5m處）頂、底板的應力變化量分別為 ，令于頂底板應力觀測值 的懸臂端塊件重量分別為。

應變計是根據變形轉換為應力的工作原理研制的，因此量測的應力值中會含有收縮、徐變的影響。但由于該項檢測可在混凝土澆筑前后完成，時間很短，因此，收縮、徐變的影響也很小，這樣確定的P，其精度取決于應力傳感器與頻率測定儀的精度，而與溫度變化及混凝土收縮徐變關系不大。

2.有效預應力

大跨度連續剛構橋施工控制是一個系統工程，在施工過程中應加強施工總體組織工作，同時，方案設計工作也應科學命題，通過完善的施工控制確保施工過程始終控制在可控狀態下。然而，連續剛構在施工過程中最困難的任務就是撓度的計算和控制，為確保連續剛構在成橋狀態的線形達到設計的要求，施工時確定上部結構每一待澆梁段的預拱度非常重要。

七、結束語

橋梁施工控制作為一門新興的學科，主要指導橋梁施工，做好過程控制，確保目標橋梁線形、內力符合設計要求，其涉及結構、試驗、計算機、測控儀器、通訊等多學科領域知識。本人覺得以下幾方面仍需從事監控的科研工作者繼續努力：橋梁控制要不光只在施工階段，還要在橋梁使用階段長期進行健康檢測。因此研發出性能穩定、使用壽命長（如可達50年）的應力溫度傳感器，可以做到施工時埋設傳感器，兼顧橋梁的使用階段進行健康監測。多學科配合，開發出成熟穩定的智能控制研究系統， 有配套的分析軟件，能實時分析監測數據，將結果能以圖像動態的直觀顯示，使得橋梁健康監測智能化、系統化、信息化。

參考文獻：

[1]雷俊卿.橋梁懸臂施工與設計.北京：人民交通出版社，2010.

[2]程翔云.懸臂施工中的預拱度設置.公路，2011年第7期.