預應力連續梁橋的施工控制分析

張賽威

摘要：本文介紹了連續梁橋施工控制的重要性。通過對具體的工程實例分析預應力連續梁橋的整個施工過程的位移和應力的變化進行數值模擬和實際監測。對比后的結果為相似的工程案例提供借鑒。

關鍵詞：預應力 連續梁 施工控制 懸臂法

隨著國民經濟的發展和科技的不斷進步和發展，大跨度的連續梁橋越來越多的出現在人們的視野之中，標志著我國的橋梁施工工藝已經進入到世界先進水平之列。預應力鋼筋混凝土梁結構由于其重量輕，變形小，可模性好等優點在大跨度預應力連續梁橋施工中得到了更為廣泛的應用。

1 預應力連續梁橋的發展

傳統的磚石材料由于其自重大，易損蝕很難造就大跨度的橋梁。因此橋梁的跨度都僅僅在十米左右的拱橋。自從鋼筋混凝土材料被廣泛應用之后，橋梁的跨度就發生了翻天覆地的變化。從幾米到幾十米，甚至是幾百米的大跨度橋梁，這就對古老的支架式的施工方法產生了較大的沖擊，傳統的施工方法已經遠遠不能達到現階段梁橋的施工要求。隨著對橋梁施工方法的深入研究和新型材料的應用，先進的頂推法、懸臂法和施工工藝應運而生，而后預應力施工方法的引入，更增大了橋梁的跨度。

1.1 懸臂法施工的特點

①不需要傳統的支架，可以跨越山河大川，不需要橋跨下有基礎，極大的縮減了施工成本和施工工序，節省了人力物力。因此，可以應用于跨海及跨線的不影響橋下凈空的橋梁。②采用連續梁施工時可以根據工期的要求每個橋跨同時聯合施工，在橋跨中心進行合龍工作，這種施工方法縮短了工期，適應現今日新月異的變化，但同時增加了施工的困難和危險，要求施工的精度較傳統施工方法高。③懸臂法施工是分階段的施工方法，在各個階段，整個結構的受力形式不是自始至終的，而是從合龍錢的懸臂體系轉變為合龍后的連續梁體系。④懸臂法施工大多采用掛籃法施工技術，掛籃及相關設備可以多次循環利用，降低了勞動成本，流水線作業提高了結構精度。

1.2 國內外施工控制情況

二十世紀八十年代初，橋梁控制理論就已經產生了，隨著電子科技的發展，電腦自動監控系統得到了快速的普及。通過自動化的監測對橋梁施工的內力和位移進行比對，能夠為相似橋梁的施工提供借鑒和應用。

我國起步較晚，目前已經將控制理論應用到橋梁施工的整個過程中，在黃石公路大橋的施工過程中，就對控制技術進行了深入的研究和探討。但總體水平仍與世界先進水平存在差距。

2 預應力連續梁橋的控制

2.1 變形控制

鋼筋混凝土結構在施工過程中受到恒載變形、構件的收縮徐變以及預應力的損失等變形。并且由于懸臂施工是分階段進行的，每階段的恒載自重是不同的，更增加了變形的復雜性。因此需要在整個的橋梁施工過程中進行位移的監控，對每個階段的變形進行分析并適時地對實際的偏差做出反應。

2.2 應力控制

主要是對預應力構件的應力控制，由于錨具的老化以及預應力的損耗可能會導致整個結構的受力突變造成體系失穩。

2.3 穩定性控制

懸臂施工的前期是臨時固結形成T構，隨著進一步施工，逐步變成懸臂結構，最終變成連續超靜定結構。隨著受力體系的變化，若不采取相應的措施，必然會造成整體穩定性的破壞，要求體系的轉變過程中，材質、受力和變形等都要進行控制。

3 工程實例分析

3.1 橋梁概況

本橋為三跨式連續梁橋，橋長90m，共三跨，每跨30m。

①主要技術指標。設計荷載為200kN/m，主體結構設計使用年限為100年，客運專線橋。②箱梁構造。混凝土型號為C50，箱梁頂板寬9.7m，底板寬5.6m，主梁高1.6m，底板厚0.3m，頂板0.3～0.6m，頂板兩側翼緣懸臂厚0.3～0.7m，橋墩采用實心矩形截面，寬度為2.2m，厚度為2.0m，見圖1。

3.2 仿真模擬計算

3.2.1 建立模型

采用有限元三維仿真軟件模擬連續梁橋的施工過程，首先建立模型如圖2。

懸臂法施工步驟：（圖3）。

3.2.2 模擬分析的內容有

①模擬懸臂梁施工過程的各個階段，進行正裝和倒裝計算和分析。②通過模擬得到控制標高的變形情況。③通過模擬得到控制點的應力變化情況。

3.3 實際工程監測

3.3.1 變形監測

在懸臂法施工過程中，預應力梁會產生豎向和橫向變形，變形監控是控制橋梁線形的重要依據。主要通過監測控制點撓度變化的方式實現變形控制。監測的順序為：通過測量數據與理論數值進行對比，根據對此進行調整，再測量并反復循環，讓整個體系滿足規定的要求。

3.3.2 應力監測

在橋墩、橋臺、主梁、橫隔梁的控制點上設置壓力計，對不同時段的壓力值來進行應力監測。通過理論計算與實測結果進行對比分析，判斷是否進行下一步施工。

3.4 結果對比

通過對懸臂梁施工的整個過程的數值模擬分析和現場的監測數據結果對比，發現監測數據基本一致。

4 結論

懸臂施工控制是預應力連續梁橋施工的重要步驟，是橋梁施工的安全保證，通過數值模擬和實際監測值的對比分析二者結論基本一致。對于實際監測較困難的橋梁工程，可以適度應用數值模擬來彌補實際監測的不足。

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