连续刚构桥梁悬臂施工线形控制研究

张赟斌

摘要：本文通过理论推导和实桥剖析，主要探讨持续性刚构桥施工的控制系统，剖析悬臂施工线性的相关要素，采用现场实测的方法，修正计算模型参数，从而更能控制桥面的线性。依据现代施工的控制理论，紧扣实桥施工模式，应用有限元分析软件确立施工控制模型，实际测定与理论推导相结合确保桥梁线性施工质量得到保障。

关键词：连续刚构桥梁；悬臂施工；线性控制；模型参数；施工质量

引言：

施工控制主要包含结构线性的控制以及结构应力方面的控制。在施工阶段结构会出现变形，对跨度较大的桥梁来说，受施工阶段长等多方面因素制约，桥梁的结构常常难以符合预期。有鉴于此，长桥后梁位置平面及标高均需要与设计的范式相符合，过程控制起着重要作用[1]。连续刚构桥梁的工程建设应突出结构变形控制，即对标高开展有效控制。以主梁线形正确为首。所以，连续刚构桥梁悬臂施工的线形控制是非常关键的。文章以实桥悬臂施工特征为参考，确立控制模型，阐述控制内容及过程。

1、施工控制手段和线形分析

桥梁结构的样式、施工阶段特点和具体施工方案影响着具体的控制手段。大致而言，桥梁施工控制主要有预测控制法、自适应控制法、事后控制法等[2]。该实桥应用悬臂施工方案，采取预测控制法。该方法是在多方位计算可能影响桥梁结构的因素以及施工最终要实现的目标后，对该结构的各个施工阶段状态进行科学的预测，确保施工大致朝着预期的状态开展。当然预测状态会与设计状态存在一定的误差，而某些误差造成的影响在其后的施工状态的预测中被纳入考虑，经此循环，实现施工最终状态与设计相契合。

1.1 对悬臂箱梁挠度变形的检测方案

1.1.1高程监测点的设计

调整成桥线形的重要根据为挠度观测资料。于悬浇每一阶段顶面上部3～5cm处设置5个监测点。此举不但能对箱梁的挠度进行监测，还能发现箱梁扭转变形的情况。施工时，截面应立模，在混凝土浇注前后、移挂篮后均应采取标高的观测，方便挠度和曲线的勘察，确保箱梁悬臂端准确合龙，使桥面线形和顺[3]。监测点具体位置见图1。

1.1.2 立模標高测定

以立模标高确立预拱度控制作用，箱梁悬浇段立模标高参照下式计算：Hi=H0+fi+fi篮+fi预，该表达式中Hi为预期浇注段箱梁挂篮模板的标高，H0为此点设计标高，fi为施工各阶段对此点的影响数值，fi篮是出现挂篮变形对该阶段的影响数值，fi预是此点处的预拱度值。经过实桥挠度变形监测可见其变形具有明显的规律。

1.2悬臂施工线形控制分析

以移挂篮、浇注混凝土、张拉为三个阶段。移挂篮时间设定为4天，不局限于移动挂篮，还覆盖了混凝土浇注前模板、立模标高的控制。浇注时间也为4天，覆盖了悬浇梁段的浇注和张拉前的维护。张拉周期为1天，主要有钢束的穿束、张拉、压浆等阶段。节段施工的控制与施工各阶段对应。由图2可知，标高误差均在可控范围内，即是说实际测定的标高和预测的标高变化情况类似。实际测定的标高围绕预测标高浮动，伴随施工悬臂的长度增加，但误差不大，这就确保了桥梁的自然合龙。处于最大悬臂情况时，其误差约为1cm，说明实际测定的标高基本等同于预测的标高。

2、悬臂施工线形控制的多因素影响分析

2.1 结构系数

作为施工控制分析的一项基本资料，结构系数的准确程度将对结果的准确性产生直接的影响。结构系数主要有材料弹性模量、截面大小、荷重、预加应力等。

2.2 施工工艺

施工控制是合理施工的保证，而施工的优劣对控制目标有直接的作用，这不仅需要施工工艺与控制要求相契合，在实际操作中还需全面预想非理想状态下可能出现的构件设计、安装等环节的误差，确保施工状态始终处于可控状态。

2.3 施工监测

该监测主要包含变形监测、温度监测及应力监测，它是施工控制的常用方法。由于检测设备、测定方案、环境状态等有一定误差，因此对结构的监测总有一定的误差。此种误差有可能将本身的良好状态调整至较差，因此需严格控制测量的可靠性。除在设备、方法上加以改进调整外，在控制分析的过程中也应纳入。

2.4 计算模型分析

不管应用什么类型的分析手法，必须简化实际的桥梁结构，确立科学的计算模型。该简化过程会导致计算模型和实际状况间有误差。在控制时应仔细研究，设法使计算模型的误差引起的影响控制在最低水平。

2.5 温度的变化

温度的改变在很大程度上影响了桥梁结构受力情况，该影响随温度变化而变化。因此在不同时间段测量结构状态，其结果也是有差异的。一旦在施工控制时忽视了此种条件，就很难获得结构的真实数据，因而也不能确保控制具有有效性。所以应重视温度变化的影响。

上述因素从不同方面影响着施工控制，因此想要实现有效的线形控制，必须制定有针对性的方案。

3、结束语

分析研究可知，使用施工现场测定混凝土弹性模量、收缩等，用该测定数据对计算参数进行修正，使理论计算和实际计算趋于一致，有力地提升了施工阶段立模标高的水准。依据线形监控所反映的实际情况，此桥的合龙段均实现自然合龙，其误差≤2cm，线形吻合度较高，成桥线形基本平顺。在对该桥的施工控制中，应用了“宁高勿低”的准则，很好地控制了主梁标高。二期结束后，主梁实际标高高于设计时，主要是出于结构徐变未完成的因素。

参考文献：

[1]陶文景. 连续刚构桥梁悬臂施工线形控制[J]. 黑龙江交通科技， 2016， 39（7）：101-102.

[2]李鹏. 连续刚构桥梁悬臂施工线形控制[J]. 工程技术：文摘版， 2016（10）：00032-00032.

[3]冯晓丹. 高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制[J]. 科学技术与工程， 2017， 17（27）：285-289.