談橋梁施工控制內容與方法

李明善

(東平縣公路局，山東 東平 271500)

當今的橋梁結構層出不窮，而且更加復雜多樣，大跨度橋梁施工的比例不斷增加，這些變化無疑給橋梁施工控制帶來了更高的技術要求。本文首先分析了橋梁施工控制中的多種影響因素，并在此基礎上詳細介紹了施工控制的內容與方法。

1 橋梁施工控制的重要性

橋梁建設要求橋梁設計不但要符合安全的需要，還應滿足美觀、經濟等方面的要求。作為一個系統工程，橋梁施工的目的就是要求成橋狀態與橋跨結構全符合橋梁設計的要求;在橋梁實際施工中，由于實際狀態與理想狀態在計算、施工水平、材料性能、溫度、荷載等諸方面都有差異性，因此橋梁的實際結構很難完全滿足設計要求［1］。施工過程的控制措施不到位、調整不及時，都會使最終結果與設計之間產生較大的偏離。因此進行科學合理的橋梁施工控制就顯得尤為重要，其最終目標就是使其實際狀態盡可能地達到理論設計狀態的要求。

2 影響橋梁施工控制的主要因素

分析造成施工狀態偏離的影響因素是實現橋梁施工有效控制的必要前提，其主要影響因素概括起來主要有以下幾個方面［2］:

1)結構參數的影響。結構參數是任一種類型橋梁的施工控制都必須考慮的重要影響因素，這是由于結構參數是進行結構施工模擬分析的最主要的基本資料，其準確性直接影響到分析結果的準確性。橋梁施工控制的幾個主要結構參數有施工荷載、截面尺寸、索力或預加應力、結構材料的彈性模量、材料容重等。

2)計算模型的影響。橋梁結構的分析離不開計算機模型的建立，而由于模型是實際結構的簡化，因此模型與實際結構之間就會存在模型假定、精度、邊界條件的處理方法等方面的諸多誤差。

3)施工監測的影響。作為橋梁施工控制的另一最基本手段，施工監測的主要內容包含對應力、結構溫度、變形等方面的監測。因為監測時的測量儀器類型不同、儀器安裝位置不同、數據采集時間不同、測量方法不同、環境情況變化等原因，結構監測必然也會產生一定的誤差，因此在控制過程中，要盡量設法減小施工監測帶來的誤差。

4)施工工藝的影響。首先要保證橋梁采用的施工工藝能夠達到控制標準要求，即便如此，非理想化的施工條件必然會使構件在制作與安裝等過程中出現一定程度的誤差，進行具體的施工控制時必須將其計入。

5)溫度變化的影響。溫度變化會對橋梁結構變形和受力產生較大影響，如果忽略了溫度變化因素，就必將難以獲得真實狀態數據。

6)材料收縮與材料徐變的影響。材料收縮與材料徐變對混凝土式橋梁結構的變形與內力都會造成比較大的影響，這就要求我們在實際的控制過程中要選用合適的計算模型與設計合適的徐變參數。

3 橋梁施工控制主要內容

3.1 對結構穩定性的控制

橋梁結構穩定性直接關系到橋梁結構的實際安全，因此必須對此予以高度重視。結構穩定性的控制內容主要包括橋梁結構整體穩定性與局部穩定性、纜索、支架、掛籃、吊裝系統等施工過程中所用設施的穩定系數。當前橋梁結構穩定性控制的主要步驟就是結合結構的變形情況與應力、穩定安全系數，綜合控制與評定其穩定性。穩定安全系數是進行橋梁結構安全衡量的必要指標，然而我國現有規范并沒有對材料、結構與工況不同造成的最小穩定系數值進行詳細規定，因此以后要不斷加強這方面的完善工作［3］。現代大跨徑橋梁的不斷出現給橋梁結構穩定性提出了嚴峻考驗，而現實的施工過程缺乏有效監測手段與迅速反應系統，失穩現象得不到有效解決，因此擁有一套完整系統的穩定監控體系是橋梁結構安全的重要保障。

3.2 對結構應力的控制

結構應力的實際狀態如果與設計應力一致，產生的結構危害遠大于結構變形的影響。因此，進行橋梁施工控制中，對結構應力的監控尤其重要。造成應力偏差的因素比較多，要想使應力能夠反映其真實情況，可以通過識別其主要設計參數的方法。結構應力的影響因素多而復雜，很容易產生較大的應力誤差，因此分析計算應力時必須選擇合適的理論方法。如若有超限情況發生，應及時檢查應力的實際狀態并采取調控措施，保證其在允許范圍內變化。由于結構應力的控制難度大且危害性大，因此其控制與檢測顯得特別關鍵與重要［4］。

3.3 對結構變形的控制

由于橋梁結構施工時要承受一定的壓力，因此不可避免地會出現結構變形，許多情況都會使結構發生形變，實際位置與預期狀態發生偏離，出現無法合龍或者達不到設計要求的狀況，最終影響到橋梁的運營。對橋梁結構控制的最基本要求是控制保證其幾何尺寸符合要求，由于設計尺寸不能保證所有結構的完全吻合，因此應將結構尺寸限制在《公路橋涵施工技術規范》容許的范圍之內，并盡可能縮小設計尺寸與實際尺寸之間的偏差［5］。

4 橋梁施工控制主要方法

4.1 預測控制法

此控制方法要求對整個施工目標與影響橋梁結構狀態的各因素進行全面考慮，對橋梁結構的每一個施工節段(階段)的前后狀態進行對比，保證施工過程達到預定狀態。實際與預測的狀態之間存在誤差是不可避免的，在預測后續施工狀態時再考慮某一對施工目標造成影響的誤差，以此循環，直到施工完成時的結構狀態達到設計要求。這種控制方法的優點是適用于全部的橋梁，已成結構狀態、不能再調整的施工必須這樣控制。以預應力混凝土式鋼構橋為例，由于采用懸臂式施工方式，其已成節段的狀態(標高、內力等)是無法進行調整的，因此只能采用此控制方法。總而言之，預測控制法是進行橋梁施工控制的一個非常重要的方法。

4.2 事后調整控制法

此控制方法說的是，施工中的已成結構狀態如果無法達到設計要求，就要對其采用一定手段進行調整，最終使其達到要求。這種控制方法只適用于結構線形與內力還有調整余地的橋梁，比如斜拉橋等［6］。根據具體的控制情況，事后調整控制法又可分為兩類。第一類是在完成每個節(階)段施工之后，已成結構狀態如果無法達到設計要求，采用調整斜拉索力的方式進行結構狀態的調整，之后循環進行施工與調整的工作，直至最后完工;這類控制法的缺點比較明顯:一般需要很大的工作量，調整過程較麻煩且很難保證好的調整效果。第二類是在整個橋梁結構完工之后對結構狀態進行檢查，如若不能達到設計要求，只需要進行一次性調整控制。此控制方法從理論上具有可行性，但實際操作起來困難度非常大。

由于調整過程中不能掌握結構內力變化，因此事后調整控制出現安全事故的概率比較大，而且控制結果達到理想狀態的難度很大，此控制法應用效果并不理想而使用率較低，常被作為補救措施。

4.3 自適應控制法

此控制方法指的是，控制系統設計參數與具體實際不一致，必將造成系統的輸出結果不能與實際情況相符，此時就需要在不同施工階段分析、處理、修正所有參數，使橋跨結構最終符合設計的要求，使整個橋梁施工能夠順利進行［7］。自適應控制方法被應用到相當多的大跨徑橋梁施工中。

4.4 綜合控制法

大跨度橋梁的施工控制過程常常是多種控制方法一起使用的，也就是所謂的綜合控制法。它的具體過程為，依據參數識別修正計算模型，預測控制所有施工(節)階段狀態，綜合現場實際情況與設計施工規范確定控制的最大容許誤差［8］。

除了這幾種比較常用的控制方法之外，還存在一些其他的控制方法，比如最優控制法、模糊控制法等等。在實際橋梁施工過程中，我們應具體情況具體分析，依據不同的條件因素科學選擇工程技術與適宜的控制方法進行誤差分析與控制。

5 結語

采用科學合理的橋梁施工控制方法，使橋梁結構與設計要求相符，對保障結構運營時的耐久性、舒適性和可靠性、安全性有重要意義;以線形控制和結構受力控制與設計要求為基礎，采取適當的調控手段，最終實現橋梁建設的目標。

［1］向中富.橋梁施工控制技術［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［2］張繼堯，王 昌.懸臂澆筑預應力混凝土連續梁橋［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［3］朱賜莊.橋梁施工控制方法分類及不同橋型控制對策比較［J］.湖南交通科技，2004(3):36-37.

［4］付鐵鏈.對確保橋梁施工質量的淺見［J］.河北工程技術高等專科學校學報，2000(2):14-15.

［5］曾德榮.橋梁施工監測應力真值分析方法［J］.重慶交通學院學報，2005(6):23-24.

［6］梁 鵬，肖汝城，張雪松.斜拉橋索力優化實用方法［J］.同濟大學學報，2003(11):81-82.

［7］權寅忠.先張法預應力混凝土空心板梁施工控制［J］.青海交通科技，2009(4):46-47.

［8］高亞榮，劉作華.后張法預應力混凝土空心板梁施工技術［J］.交通科技與經濟，2009(4):99-100.