淺議預應力混凝土連續梁橋施工控制

【摘 要】預應力混凝土梁橋具有結構自重小，跨度大的特點，所以，已經被廣泛的運用于公路，鐵路及城市立交等大型工程當中。預應力作為預應力混凝土梁橋的主要受力體系，關系到橋梁的使用安全及使用壽命。文章結合橋梁施工控制需要，探討了大跨度連續梁橋施工控制的理論方法及監控工作流程，為連續梁施工控制提供一些經驗，保證工程的順利進行。

【關鍵詞】預應力混凝土；連續梁橋；控制

橋梁施工控制是以現代控制論為理論基礎，為滿足現代橋梁建設需要而發展起來的。為保證大橋的順利合龍、整體線形以及成橋內力滿足設計要求，必須做好施工控制工作。在近幾年，預應力混凝土連續梁橋得到了廣泛的應用，對其進行施工控制的研究也具有重要的現實意義。

1 預應力混凝土連續梁橋施工控制的原理

連續梁橋是超靜定結構，成橋后理想的幾何線形和合理的內力狀態不僅與設計有關，還依賴于科學合理的施工方法，尤其依賴施工過程中對高程、應力的正確控制。對于懸臂澆筑施工的預應力混凝土連續梁橋來說，施工控制就是根據施工監控所得的結構參數真實值進行施工階段計算，確定每個懸臂澆筑階段的立模標高并在施工過程中根據施工監測的成果對誤差進行分析、預測和對下一立模標高進行調整，以此來保證成橋后橋面線形、合龍段兩懸臂標高的相對偏差不大于規定值，結構內力狀態符合設計要求。

2 當前預應力現澆連續梁橋常見的施工方法

2.1 就地澆筑施工

就地澆筑施工是一種古老的施工方法，它是在支架上安裝模板、綁扎及安裝鋼筋骨架、預留孔道、并在現場澆筑混凝土與施加預應力的施工方法。由于施工需用大量的模板支架，一般僅在小跨徑橋或交通不便的邊遠地區采用。隨著橋梁結構型式的發展，出現了一些變寬的異型橋跨、彎橋等復雜的混凝土結構，又由于近年來臨時鋼構件和萬能桿件系統的大量應用，在其他施工方法都比較困難或經過比較施工方便、費用較低時，也有在中、大橋梁中采用就地澆筑的施工方法。

2.2 懸臂施工

懸臂施工法是在已建成的橋墩上，沿橋梁跨徑方向對稱逐段施工的方法。它不僅在施工期間不影響橋下通航或行車，同時密切配合設計和施工的要求，充分利用了預應力混凝土承受負彎矩能力強的特點，將跨中正彎矩轉移為支點負彎矩，提高了橋梁的跨越能力。采用懸臂施工時，結構的受力狀態呈T型剛構，邊跨合攏就位、更換支座后呈單懸臂梁，跨中合攏后呈連續梁的受力狀態。結構上的預應力配置必須與施工受力相一致。

2.3 逐孔施土

逐孔施工法從橋梁一端開始，采用一套施工設備或1、2孔施工支架逐孔施工，周期循環，直到全部完成。它使施工單一標準化、工作周期化，并最大程度地減少了工費比例，降低了工程造價。逐孔施工的體系轉換有三種：由簡支梁狀態轉換為連續狀態，由懸臂梁轉換為連續梁以及由少跨連續梁逐孔伸延轉換為所要求的體系。在體系轉換中，不同的轉換途徑將得到不同的內力疊加過程，而最終的恒載內力將向著現澆連續梁橋按照全聯一次完成的恒載內力靠近。

3 預應力現澆連續梁橋施工控制的原則

橋梁施工控制的實質就是使施工按照預定的理想狀態順利推進。但實際上不論是理論分析得到的理想狀態，還是實際施工都存在誤差，因此施工控制的核心任務就是對各種誤差進行分析、識別、調整，從而對結構未來狀態作出預測。

3.1 施工控制技術

1）參數識別。參數識別就是在施工過程中對設計參數進行修正。具體可分為兩步：第一步是對可直接測試的參數如箱梁的截面尺寸、掛籃的撓度、立模標高、實際工況等在每段箱梁施工前進行測試，以提前獲得一組較接近實際情況的結構參數，從而對設計數據進行修正，為計算出更為接近實際情況的設計理想狀態數據提供條件；第二步是對難以用儀器直接進行現場測試的參數，可根據施工過程中結構行為變化如梁段標高的變化量來進行參數識別。

2）預測與控制。根據目前結構的實測參數及識別參數預測未來施工梁段的相應參數，并根據這些參數的變化分析結構線型和內力的變化。建立完善、精確的觀測系統，正確、合理的結構分析系統及反饋控制分析系統，以實現對結構行為的預測與控制。

3）觀測系統。觀測系統就是對結構行為進行測量和測試的系統，觀測包括兩個方面：一是測量結構位置和變化，如箱梁的標高和平面坐標，墩身的偏位等；二是通過預埋元件測試結構的內力，如硅、預應力筋的應力等。這不但為施工提供有關數據，也為結構預測分析提供實際數據，使控制更為有效。

3.2 施工監測

用精密水準儀測量主梁在每個工況下的撓度，并與理論值進行對比。每個懸臂澆筑梁段的前端頂面作為主梁標高控制測點，在斷面上布三個點，分別布置在梁段前端頂面的兩側和斷面中心處，距箱梁最前沿約10cm的距離。硅達到強度前，該測點臨時布置在掛籃模板相應位置處，并在梁頂測點外預埋好測點標志，測定該測點標志與掛籃上臨時測點間的高差，待硅達到一定強度后，以后的測量就全部轉移至梁頂測點上。掛籃上的臨時測點也是確定立模標高的測點。斷面中心測點同時也作為主梁軸線偏位的測點。

4 結語

目前，預應力混凝土連續梁橋一般采用懸臂法施工，為了確保橋梁施工過程中的安全、使成橋后的結構線形及應力符合設計要求以及連續梁橋結構在營運階段的安全，對橋梁的施工控制技術研究是很有必要的。認真的總結施工中存在的問題，不斷完善預應力混凝土連續梁橋的施工控制措施，是具有一定的工程實用價值的。

參考文獻：

[1]馮偉琳.預應力混凝土連續梁橋施工控制研究[D].碩士學位論文， 2007， （5）·

[2]蔣久念.大跨連續梁式橋的懸臂施工[ J].科技經濟市場，2006， （7）.

[3]劉德柱，王鵬，周靜波.南太湖大橋主梁懸臂懸澆施工技術[J].橋梁建設， 2007， （5）.

[4]魏安清.懸臂施工懸臂設計與施工技術[J].北方交通， 2007，（8）.

[5]羅思海.廈門同安灣大橋菱形懸臂設計[J].公路， 2007， （10）

（上接第47頁）

（3）根據測出的各控制點各階段的標高，計算托架系統彈性變化值及非彈性變形值：

彈性變形值f1=H3—H2，非彈性變形值f2=H1—H3

0#、1（1’）#塊段施工立?？刂茦烁哂稍O計標高H0及預拱度組成，其中預拱度值與下列幾項有關：

f1：支架彈性變形值

f2：支架非彈性變形值

f3：節段張拉后的預拱度值

f4：各懸澆節段的自重引起0#塊的下撓值

最后確定0#、1（1’）#塊段模板系統施工控制標高為：

H=H0+f1+f2-f3+f4

（4）0#、1（1’）#塊段在卸載后重新調整模板標高時，由于非彈性變形已經消除，因此控制標高

H’=H0+f1-f3+f4

4.4 預壓結果分析

根據測點觀測情況分析，所測的數據較為均勻，未產生壓載數據前后斷面不均現象，說明數據還是可靠的，且測量的彈性變形經對比以往工程，也符合以往類似塊件的施工經驗值。

5 結語

在連續剛構橋梁主墩上部箱梁0#塊段或1-0-1’#塊段施工成熟方法中，通常采用托架法施工，采用堆載法對托架進行預壓，以便檢驗托架的受力性能和安全性，消除非彈性變形、測量彈性變形量。堆載法預壓托架優點為模擬受力情況較為準確，但存在需要耗費材料多、加載時間長、加載噸位難以精確控制、施工安全風險高等問題。為了克服堆載法的缺點，紫陽港漢江大橋連續剛構在1-0-1’#塊段托架預壓采用千斤頂反力預應力施載法，將面荷載模擬成等效的多點集中荷載，采用此方法有材料用量少、受力明確且容易控制、預壓時間短、施工方便、 費用節省等優點。