大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术

郑雷

（烟台市栖霞公路建设养护中心，山东 烟台 265300）

0 引言

无论是什么工程项目施工，都要按照相应的结构要求进行方案和图纸的科学设计，尤其在混凝土桥梁施工工程中，施工企业一定要确定合适的参数，在施工过程中需要明确整个工程的施工条件、预应力的损失情况、周边的温湿度等相关参数。在进行结构分析过程中还需要对整个模型进行充分的试验，确保整个工程的混凝土材料等能够充分地提升其自身的稳定性和均匀性。

1 大跨度预应力混凝土桥梁施工技术概况

1.1 对桥梁结构变形的控制

在进行桥梁工程施工过程中，许多桥梁结构的设计图纸与实际施工情况有一定差异，进而会导致桥梁结构最终效果受到影响，因此施工企业需要在进行桥梁零部件制作的过程中采用科学有效的方法将其控制在合理范围中，同时还需要确保整个误差控制在合理范围内[1]。通常情况下，需要将桥梁下梁部分的长度偏差控制在5mm 内，箱梁顶宽度误差控制在3cm内，板的长度误差控制在1cm，梁和板的高度差距控制在5mm 之内，中心和支座中心的距离差不能超过2cm。

1.2 桥梁结构应力的控制

为了有效控制桥梁结构中产生的多余应力，在施工过程中施工人员需要使用千斤顶、张力测试仪器、压力表等设备来进行桥梁结构应力的施工。当整体压力表结果高于1.5 级时，施工人员可以使用预应力钢材来对相关的结构应力进行全面控制，同时需要根据其伸长的数值完成比对，以此将桥梁结构应力控制在合理的范围中，进而能够更加有效的为后续的工程施工做充足的准备[2]。

1.3 桥梁结构稳定的控制

为了全面提升桥梁结构整体的稳定性能，施工企业不仅需要保障各施工环节处于合理标准之内，还需要对其整体的施工效果进行分析及判断，可以利用轴心压的计算方法来对预应力混凝土桥梁结构进行全面的测算，同时根据得出的计算结果来判断桥梁结构是否符合行业的相关标准和需求，以此确保桥梁后期使用过程中整体的安全性。

1.4 桥梁工程模型搭建

施工企业的设计人员在进行桥梁设计的过程中需要充分考虑相关桥体结构尺寸规划和荷载的大小，以及结构内力的分布和钢筋水泥分配等模型设计的搭建设计[3]。可以通过使用计算机来将相关数据输入系统中，进行模拟数值的分析与计算，以此有效完成建模，同时对整个桥梁工程的施工原理进行演示。通过使用计算机软件进行施工过程中的全程模拟，对支座沉降进行分析，同时对预计加应力、混凝土收缩徐变、移动荷载等桥梁结构的外力影响进行分析。同时，施工企业还需要根据结构力学原理对施工地点的地层结构进行全面分析，在桥梁工程的施工过程中，还需要结合工程中支护衬砌的设计和数字计算等方法进行全面分析，并对其进行科学有效的调整。同时，还需要对非线性分析进行专业的应用，结合工程施工现场的地质环境评估，对开挖后的地形力学环境进行分析，确保能够对桥梁的支护体系进行优化，同时结合相关数据选择最为合适的施工方法[4]。在桥梁工程施工过程中，需要尽可能使用高效的新兴技术，在桥梁的主要结构设计中，结合桥梁相关受力特征对盾形结构进行选择，确保能够使桥梁工程中所使用的设计技术有效地满足相关需求。同时，施工企业还需要结合工程施工现场的自然环境和气温变化等进行全面勘查，确保相关地质环境因素不会对整个工程施工造成影响。

2 大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术的重要性

为了保证大跨度预应力混凝土的施工质量，必须明确其施工控制的要点和主要内容。根据施工现场的实际需要，确定合理施工控制措施，保证施工的安全和稳定。结构变形的控制主要目的是确保工程设计图纸能够有效地满足工程的需求[5]。在变形控制前期，必须对大跨度预应力混凝土桥梁进行定位，以保证对其桥身结构进行全面控制，防止设计图纸与实际工程不符。通过对其进行控制，可以逐步提高桥梁结构整体的稳定性，防止其超重，从而延长桥梁使用寿命，使桥梁整体结构更加稳定和合理。大跨预应力混凝土结构的应力控制技术能够合理地控制材料的使用，确保整个桥梁结构的合理性。

3 大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术的技术要点

3.1 桥梁结构的理论计算分析

在桥梁的结构理论计算过程中，必须采用有限元方法进行计算。采用此方法，对不同时期的应力、截面应力、位移等情况进行全面分析，并以此作为施工基础数据的计算依据[6]。从工程实际出发，跨度预应力混凝土桥梁结构控制计算主要包含倒装分析、正装分析和无应力状态分析的方法。利用相关的方法，可以模拟桥梁的结构与工程过程，得到各阶段的位移与受力状况，保证了混凝土结构的非线性和较为良好的收缩性能。在施工过程中，必须根据实际情况采用倒装计算方法，从而确保得到的结果能对桥梁的力学性能起到一定的指导作用，全面的保障桥梁的状态能够达到设计要求[7]。

3.2 主梁线形测量

在进行轴线、主梁的测量时，应在多个结点上设置清晰的观测点和轴线。在进行测量之前，应事先将钢筋或钢板埋于试验点，并用红油漆作标志。在进行高程时，应按节点的设计方案，使用水平尺进行测量。采用小角度法直接测量前端的位移位置，并将其拉至过渡端，利用远点控近点的方式确保了最后的测量准确度。在测量主梁的标高时，要找出斜坡的平均值，并在不同的施工工况下观察梁的变形，以确保施工质量[8]。在进行主梁标高的测量时，可以使用多种精密的仪器，在进行高程测量时，要避免温度升高，检查完后，并进行一次全方位的检查。若两项工程同时进行，应进行跨线测量，若两项工程均为同一工程，应作分析比较[9]。

3.3 线形控制原理以及多种技术

在进行预拱度控制时，必须做好主梁的悬浇段工作，并对各节段的标高进行了计算。当桥梁结构发生变化时，必须注意体系的转换、静载荷等，并对各种参数进行分析、整理，以保证桥梁拱度的准确性。在主梁线的控制中，预拱度是一个很重要的参数，需要对其进行重点分析，保证主跨与边跨的合龙。此外，还必须保证结构的应力分布是合理的，在施工前，要审查设计方案，确保结构的完整性。发出的预拱指示既要科学、合理，又要做到及时、连续[10]。

3.4 主梁结构应变测量与应力分析

在前期的施工中要做好地基处理，对预埋件的控制和设备的控制，要注重各种保护措施，确保桥梁的结构测试应力和受控效果。在完成关键节点分配时，必须对传感器原件的方向进行准确的定位[11]。目前已有各种不同的混凝土应力试验装置，较为常用的试验方法是钢弦应变法，其具有较好的效果。在通常情况下，必须确定频率与钢弦传感器的相互关系，并对最后的结果进行归纳，以便得到较好的控制方案。

3.5 测试应力的影响因素

3.5.1 温度变化控制

在大跨径桥梁施工中，温度是一个重要的影响因素。在施工过程中，需要考虑气温的变化，由于气温的变化比较复杂，而且受季节、环境的影响，具有很强的随机性和可变性[12]。所以，必须对季节、日照、骤变温度等进行分析。为了减少气温对建筑物的影响，通常把一天气温变化不大的早上作为控制所需的采集数据时间，这样就可以缩短采集时间。此外，还应注意季节温差及桥梁内部的剩余温度效应。

3.5.2 材料收缩和徐变

在大跨度混凝土桥梁结构中，材料的收缩与徐变对结构的内力起着很大的作用。在施工中必须对材料的收缩、徐变进行严格的控制，以防这些因素对主梁结构应变测量和应力分析造成影响[13]。

2.5.3 其他因素的影响

混凝土的弹性随使用时间的增加而变化。因此，必须对其进行精确的检测，以保证混凝土的弹性在理想状态下的范围中，以保证其稳定。另外，由于钢弦的质量会影响到测量值，因此要排除这些影响因素，从而使试验结果更可靠[14]。

4 施工建设环节的控制技术

4.1 严格控制施工材料质量

在大跨度预应力混凝土桥梁建筑工程中，施工材料的质量是影响工程安全和经济效益的重要因素。由于材料的质量问题，在桥梁建设中经常发生安全事故。因此，在大跨度预应力混凝土桥梁工程中，施工单位要按照工程质量管理的要求，对施工材料进行严格的控制[15]。特别是要采取招标的形式，挑选合格的建筑材料供应商，对进场的材料进行质量检验，对进场的材料进行严格的检验，以保证进场的材料质量达到施工要求，为施工的安全和质量管理打下良好的基础。

4.2 严格开展施工程序管理

在大跨度预应力混凝土桥梁施工中，施工单位要严格按照设计方案进行施工，按施工流程进行质量检验。特别是在钢筋张拉工作中，施工单位要对预应力钢筋进行张拉，防止张拉力过大或太小[16]。在混凝土浇筑振捣时，还应选用适当的施工方法，以保证一次浇筑成形和振捣工作一次到位。在进行桥梁构件装配时，应严格检查螺母的规格、预留混凝土板的预留部位和接头的焊接情况。

4.3 建立健全施工质量管理责任机制

为了提高大跨度预应力混凝土桥梁的施工效率，必须建立健全的施工质量监控制度，以确保工程的总体质量符合设计要求。在施工中，施工单位应成立由项目经理做负责人，各专业技术人员为辅的施工队伍，根据施工中的关键部位，制定施工质量控制制度，制定科学合理的施工方案。要明确工程质量管理的要点，明确各工序的主管，坚持“责任、权力、利益相统一”的原则，对工程项目的进度进行监督，并对各环节的施工质量进行控制，确保工程的质量符合要求，方可进入下一环节[17]。对于出现的质量问题，要对工程主管进行问责，督促其进行整改，确保其质量和效率。

4.4 桥梁结构中的理论计算

目前，针对大跨预应力混凝土结构的施工技术，必须进行理论计算、分析、综合分析，综合分析各种施工阶段、不同施工工况下的受力变形，为今后的工程质量提供依据。

正装法是指能够根据实际工程的不同阶段，对其进行相应的分析，使其能够更好地体现其施工过程，同时也能清晰地反映其在施工过程中的受力与位移。

倒装分析法的应用主要在施工时，需要针对预拱度来预先对结构进行结构性能的计算，这种计算方法叫倒装计算法，工作原理是将桥梁结构在不同的施工阶段，对不同的情况进行指导施工，以确保桥梁结构的结构状态与预先设计的要求一致[18]。

无应力情况下的计算，主要是保证在不受力的情况下，对其长度、曲率进行相应的计算，保证其长度和曲率可以精确地用于计算，以保证成桥状态的加固，并保证其在各个施工阶段的紧密结合。

一般认为，大跨径预应力混凝土桥梁是根据其空间结构进行的，而在选择计算分析软件时，要充分考虑后期的应用，所以一般是采用常规的有限元软件进行分析和计算[19]。

4.5 主梁线形测量方式分析

目前，在主梁线形测量中，一般分为以下几个阶段：首先，对桥墩的上部进行测量，建立相应的基准点，以桥梁两边的空地为控制点，然后采用反向交叉法，借助全站仪的辅助，绘出桥墩的立体坐标，并根据标高，在各个桥墩上分别设置水平基点和轴线，便于后续的联合测量。

在各悬臂末端的主梁上设置三个以上的标高观测点，然后用短钢筋或钢板进行预埋，并用红颜料作记号，然后用水平仪进行二次测量，以保证所选标高与以后的使用需求相符，并按不同的施工情况进行检验和确认。利用测小角或视推法，可以直接确定前部位移的准确位置，同时在视准时，必须保证后视点的坐标变换，利用圆点法对各个参考点的操纵和控制进行控制。另外，在与主梁上部相对应的混凝土高层进行相应的测量时，必须保证同一截面上有三个以上的点，然后根据横陂的实际状况取出相应的平均值，进行相应的运算。在主梁竖向标高的测量中，一般是从底板的底膜上决定，而目前的顶板模板主要有6 种特点，采用精确的水平尺可以根据具体的标高进行调节，而在竖模标高时，必须保证在温度变化较少的情况下进行。同时，针对不同施工阶段，对竖向模板标高进行二次检验，并对测量结果进行随机抽查和再测试[20]。另外，为了保证每一段的对称性都能满足后期的可比性，还可以采取慢边的最终截面积和快速边的起点面积，把它作为高差测量的主要对象，在实际测量中，可以根据不同的条件选择不同的测点，根据不同的坡形条件，确定相应的平均数，以保证各点之间的相对高差，以满足后期的设计需要。目前，对桥梁结构几何尺寸的测定，主要是对其上下表面宽度、腹板厚度、上下板厚度、上板厚度、下板厚度等进行检测，并对所有的测量结果进行随机检查。

4.6 线形控制原理及技术分析

利用已有的计算公式，可以求出各阶段的主梁悬浇段的竖模标高。首先，确定要浇筑的主梁底板前端的特定标高，测得其设计标高和当前的施工阶段。其次，对其影响值和后期各阶段的影响值进行计算，并计算出吊篮的弹性变形对整个施工过程、温度、收缩过程的影响。最后，在有浇筑段的主梁底板前端的底模高度必须与影响值、设计高度一致。在以上各参数的确定下，利用有限元方法进行导向分析，并依据观测数据和观测资料，对预拱度进行预测和校正，以确保最佳预拱。

5 结语

总而言之，大跨度预应力混凝土桥梁是目前我国交通运输系统中的一个重要环节。作为建筑单位，在进行大跨预应力混凝土桥梁的施工中，必须对其进行技术、工艺的研究，确保其整体的结构能够符合相关施工需求，提高施工的质量，进而提高大跨预应力混凝土桥梁使用寿命，满足人民对交通出行的要求，促进自身经济效益和社会效益的同步增长。