【预应力混凝土连续梁桥施工控制研究】 预应力混凝土连续梁桥施工教程

　　中图分类号：U448.35 文献标识码：A　　摘要：近年来我国公路和铁路等，高速交通事业蓬勃发展，需要建设大量的跨河、跨江以及跨海大桥，使修建大跨径预应力混凝土连续梁桥有了进一步的发展，预应力混凝土连续梁桥的施工方法很多，其中悬臂浇筑和悬臂拼装施工法应用最广。采用悬臂浇筑和悬臂拼装等方法施工，必然给桥梁结构带来较为复杂的内力和位移变化，为了保证桥梁施工质量和桥梁施工安全，桥梁施工控制必不可少。
　　关键词：预应力混凝土；连续梁桥；施工控制
　　0 引言
　　桥梁中挂篮悬臂方法施工在预应力混凝土桥梁中，如何控制其线形和标高是非常关键和重要的。其中预拱度的设置并不是单纯计算等就可得出那么简单，因为混凝土是非匀质的材料，它除了自身的特性以外，还要受到周围环境的影响。如混凝土的收缩徐变等，就要受到温度、适度、加载龄期等外在环境的影响。再加上各个阶段混凝土浇筑时间不同，不同号块的混凝土梁段之间的收缩徐变不同，会使桥梁在施工结束后，线形与原实际存在一定的偏差，从而导致，在桥梁合拢时存在一定的困难。为了保证施工的顺利进行，使桥梁的成桥线形与设计相符，这就需要在施工过程中进行严格的施工控制 [1]。
　　1 施工控制的影响因素
　　1.1 结构参数
　　任何桥梁的施工都离不开材料，材料作为一个影响施工质量的重要因素，不容忽视。也是施工控制的一项重要内容。设计中的结构参数，往往较实际桥梁施工时还是有一定误差的，所以结构参数的选取必须要按桥梁实际施工所采用的样本数据，以保证结构的安全和稳定[2]。
　　(1) 结构截面尺寸。采用动态取值和误差分析。
　　(2) 材料弹性模量。采用抽样调查的方式，对混凝土的弹性模量进行抽样调查，分别选取龄期为4天、7天、14天和28天的，以保证数据的准确性。其中预应力钢绞线弹性模量，采用国家建材中心实验室实验数据。
　　(3) 材料容重。对不同位置的混凝土及钢筋，采用抽样调查的方式，对其样本进行抽查，以便得到准确的数据。
　　(4) 材料热膨胀系数。
　　1.2 施工工艺
　　施工控制是为了是桥梁施工顺利进行，并使结构安全稳定，最终达到成桥时的合理状态。施工控制是施工顺利进行的保证，反过来，施工质量的好坏又直接影响最终控制的结果。所以，施工控制中必须全面考虑桥梁施工中的各种因素，如挂篮变形，浇筑误差等 [3]。
　　1.3 施工监测
　　施工监测是桥梁施工控制的最基本手段之一，是使桥梁顺利施工、成功修建的重要保证，同时从实测数据中，可以反映出桥梁整体的施工质量。其中应力、应变、标高、温度、材料的实测强度等等，都是施工监测的重要内容。施工控制中要根据实测数据的反馈，适当对实际的施工作出相应调整，以便桥梁施工能够正常有序安全的进行，最终是成桥线型受力合理[4]。
　　1.4 结构计算分析模型
　　模型是对实际桥梁结构进行减化抽象出来的，其中边界条件处理，材料的几何性质、模型的精度等均会存在一定的误差，要有效的根据实测数据进行模型的修正，以便得到更准确合理的计算结果。
　　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。在不同时刻所对应的温度不同，从而使实测的结构状态结果是不同的，所以在施工控制中温度因素的影响要尽量减小。一般在每天温度变化较小的时侯进行测量，而且采用每天都在相同时间测量，以便消除因温度的不同而使测量结果存在误差。一般选取每天早晨对桥梁施工的各种参数进行测量 [5]。
　　1.6 混凝土材料收缩与徐变
　　凝土收缩、徐变对预应力混凝土桥梁而言，会对结构内力及变形产生很大影响。而且收缩徐变本身又有很多复杂又不确定的因素，所以常常因为考虑不周而使混凝土桥梁产生开裂现象。所以在实际施工控制采用的计算模型中收缩和徐变系数必须符合实际桥梁材料。
　　2 施工控制的主要内容
　　连续梁桥是施工、监测、识别、调整、预告、施工的循环过程，其实质就是使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，对结构未来作出预测[6]。
　　2.1 结构变形控制
　　桥梁结构几何尺寸的控制是施工控制的基本要求，不论采用什么施工方法，桥梁结构在施工过程中总要产生变形，并且结构的变形将受到诸多因素的影响，很容易使桥梁结构在施工过程中的实际位置偏离预期状态，使桥梁难以合拢或成桥状态与设计要求不符，影响桥梁的运营。所以必须对桥梁结构的变形实施控制。任何一个结构不可能达到与设计尺寸准确无误的吻合，固要尽量减少结构尺寸与设计尺寸的偏差，并将其降低到《公路桥涵施工技术规范》规定的容许范围内。
　　对于悬臂浇筑的混凝土梁:梁轴线偏位l0mm，挠度士20mm，梁顶面宽度士30mm。
　　2．2结构应力控制
　　如果结构实际应力状态与设计应力状态不符，将会给结构造成一定程度的危害，其影响远比结构变形的影响大。所以，在对桥梁进行施工控制时，尤其要注意对结构应力的监控。对预应力混凝土连续梁桥而言，结构体内的应力大小与预加力大小有很大关系，应主要控制预加力:
　　(1) 张拉机具与锚具应在现场进行检查和校验。千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲数。所用压力表的读数不宜低于1.5级；检验千斤顶用的试验机或测力计的精度不得低于士2%。
　　(2) 预应力钢材张拉时，应采用应力、应变共同控制的方法，在满足应力的条件下，对钢束的伸长量进行校核，实际工程中一般实际伸长值与理论伸长值应控制在6%以内 [7]。
　　3 施工控制的方法
　　预测控制法，是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素和施工所要达到的目标后，对结构的每一施工阶段(节段)形成前后进行预测，使施工沿着预定状态进行。由于预测状态与实际桥梁结构状态免不了，会存在一定的误差，所以对一些误差引起施工目标变化的影响作出适当的预测，以便在后面的施工中加以修正，才能使施工顺利完成，以保证结构的受力、线型合理[8]。
　　自适应控制法，由于桥梁施工过程与设计中一定会存在一些差异，可能还会发生一些错误，这就需要对现有状况进行分析，对误差的控制十分有效。将误差通过修改一些结构和材料参数，导入计算模型当中，来对整体重新作出计算，反复迭代，最终使计算模型与实际结构保持一致，对模型修正完毕之后，重新计算各个施工阶段的内力和位移等，以便后续施工中应用。
　　4 结语
　　预应力混凝土连续梁桥的施工控制，主要分为以下三个方面：线型控制、结构应力控制、结构稳定性控制等。其中线型控制是预应力混凝土连续梁桥的施工控制的主要内容，保证好桥梁施工的线型，才能使桥梁顺利合拢。随着时代的发展和社会的进步，越来越多先进的机械设施引入到桥梁施工当中来。目前对很多重大桥梁已经引入完备的施工监测系统，能够24小时采集各种所需的数据，以对桥梁实际状态进行实时跟踪。桥梁健康监测系统的应用，标志着桥梁的施工将进入一个新的时代。
　　参考文献：
　　[1] 范立础.预应力混凝土连续梁桥.北京:人民交通出版社，1999
　　[2] 徐君兰.大跨径桥梁施工控制.北京:人民交通出版社，2001
　　作者简介：李波，男，1984—，汉，广西人，大学本科，助理工程师，主要研究方向：桥梁施工，单位名称：中交二航局第三工程有限公司。