試論高海拔地區預應力混凝土連續剛構橋的施工監控

孫永吉　趙秋榮

（中國水利水電第一工程局有限公司四川分局，四川成都　610041）

試論高海拔地區預應力混凝土連續剛構橋的施工監控

孫永吉趙秋榮

（中國水利水電第一工程局有限公司四川分局，四川成都610041）

近幾年隨著世界經濟的進步發展，公路橋梁界的變化極為顯著，同時也在施工過程出現不少安全事故。為順利進行橋梁施工及保證橋梁在使用在的安全耐久性，橋梁施工監測工作的重要性不言而喻。而本文針對高海拔地區預應力混凝土連續剛構橋的施工監控，將做以下深入的解析，以確保我國橋梁施工能安全進行，并有效延長橋梁使用壽命。

預應力混凝土連續剛構橋高海拔地區施工監控

在橋梁設計計算理論、施工技術特別是預應力技術飛速發展進步的今天，預應力混凝土連續剛構橋以自身所特有的優點，在橋梁施工中被廣泛應用。但預應力混凝土連續剛構橋在懸臂施工中，梁段撓度等已建成的結構行為是無法在后期橋梁施工中進行調節的，因此，要確保混凝土連續剛構橋內力及成橋線形符合設計要求，和保證在橋梁對稱懸臂澆筑的安全施工，就必須開展橋梁施工監控工作。

1　預應力混凝土連續剛構橋施工監控影響因素

由于預應力混凝土連續剛構橋施工監控，主要在于控制線性確保順利合龍和成橋后線性能夠通暢，以及控制內力保證結構力學狀態更合理。而這兩個目的要實現，就必須分析所有影響橋梁施工的因素，才能針對性有效的進行監控。

1.1結構參數

在模擬分析施工控制中結構施工時結構參數是最基本的資料，結構參數是否準確對分析結果有著極大的影響。其包括這幾方面的內容：

（1）結構構件截面尺寸大小與截面剛度大小密不可分，結構內力、變形等會受到間接影響。（2）混凝土彈性模量。由于混凝土屬于復合材料，包括砂、細集料、泥漿或砂漿等，因此在分析和設計混凝土結構中混凝土彈性模量也至關緊要。（3）同時還有混凝土容重。在橋梁施工中結構荷載最重要部分即主梁混凝土容重，不過在施工中混凝土容重時常變化，離散型較大不能進行很好的控制，一旦實際值與設計取用值相差較大，將會直接影響結構的穩定性，所以必須嚴格控制。（4）材料熱膨脹系數特別是鋼結構熱膨脹系數也將影響施工控制。（5）施工荷載。在懸臂施工特別是大懸臂階段，掛籃、預應力等施工荷載影響著結構整體受力，取值范圍必須根據實際情況而定。（5）預應力既可增加并提高結構整體剛度和承載力，也可減輕并優化結構重量和空間利用，保證結構的美觀安全。在實際施工中預應力易受到損失，比如錨具變形、預應力筋與臺座間的溫差、預應力筋松弛等都是其影響因素。

1.2施工監測

橋梁施工控制最重要的組成部分就是結構監測，包括應力、幾何、安全、穩定等多方面監測。現階段檢查手段更多是依靠人工操作，尚存不少缺點比如測點布置少、自動化程度低、反饋周期長等，所以結構監測總是避免不了出現誤差。這些誤差可能會導致結構狀態較差，或是造成實際狀態與設計狀態吻合較好的假象，因此，施工控制的關鍵在于快速有效、全面準確的測量。

1.3其他因素

保證工程施工安全快速的前提是合理化、精確化的施工工藝，反之，不合理的施工工藝，會放慢工程進度，給施工控制造成偏差，影響工程施工的最終目標。以及橋梁施工管理問題，施工是否正常有序的進行與其關系極大，施工進度貼近計劃，施工控制才能更高效，保證結構符合預期目標。此外，還有混凝土收縮徐變、溫度變化、結構模型計算，都是影響施工控制的因素。

2　預應力混凝土連續剛構橋施工監控方法分析

2.1施工監控法

目前，橋梁施工監控方法包括：參數與自適應參數識別調整法、最佳成橋狀態法、最小二乘法、無壓力狀態控制法、卡爾曼濾波法、順推法、線性回歸分析法、灰色預測控制系統、零彎矩拼裝法、日本的施工精度控制系統，以及具有預測功能的人工神經網絡系統，這些方法都受到橋梁研究者的高度重視。

2.2結構分析法

大跨度橋梁均是分階段遞進式完成整體施工的。橋梁結構最終成型，會經過漫長而復雜的結構體系轉換以及施工過程，橋梁施工過程每個階段受力和變形方面都必須通過科學合理的計算方法和理論分析來實現最理想狀態，才能有效控制其各階段的結果行為，保證最終成橋線形及受力符合設計需求。因此結構計算法不能能描述整個施工過程，反映其受力行為，更能確定其各階段的理想狀態，提供給施工中間目標狀態。當前應用最普及的計算方法主要有：正裝分析法、倒拆分析法。從理論角度來看，計算參數取值只要恰當，正裝分析法計算出的恒栽內力基本可吻合設計期望的線性狀態；倒拆分析法基于成橋狀態之上，以與之相反的順序，對各階段施工內力及位移進行依次計算，從而確定施工工程中橋梁的理想狀態。通常采取平面桿系有限元這兩種計算方法比較容易實現。預應力混凝土連續剛構橋施工控制，要考慮懸臂施工狀態中和計入進入超靜定體系后的混凝土徐變收縮變形及機構內力變形影響。然而在時間上收縮徐變計算智能是順序的，即可采用正裝分析法，倒拆分析法卻是與之相反。雖然這是預應力混凝土超靜定機構分析特點，卻也是難點所在。

2.3應力控制

預應力混凝土連續剛構橋施工工程及成橋狀態受力情況是否符合設計要求，是施工控制需要明確的關鍵問題。要及時了解應力實際狀態需要通過監測結構應力來實現，但凡發現實際應力狀態不符理論計算應力力狀態，則需用檢查和調節原因，以確保應力狀態在允許范圍內變化。結構應力監控并非變形監控般簡單，應力監控不到位對結構影響極大，嚴重的將導致結構損壞，所以，應力控制極為重要，必須進行嚴格監控。橋梁施工前幾個懸臂階段，梁體剛度較大，擾度較小；而后期懸臂長度增加，擾度也會隨之增大。所以，針對較短懸臂施工，應力控制是主要，線性控制為輔助；但長懸臂施工，則線性控制為主要，應力控制為輔助。通過對結構應力的嚴格控制，從而保證橋梁結構的穩定性和安全性，有效的延長橋梁在投入使用后的壽命。

3　結語

綜上所述，橋梁使用壽命要得以保證并有效延長，施工控制的關鍵，其實不管是高海拔地區還是其他地區的預應力混凝土連續剛構橋施工，都需要嚴格控制各施工環節，分析影響施工控制的因素和施工監控方法，針對當地施工實際情況，進行合理科學的監控，才能正常的開展各項施工，促進施工進度的加快，在預期工期內保質保量的完成工程項目施工。

［1］劉杰.高海拔地區預應力混凝土連續剛構橋的施工監控分析［D］.西南交通大學，2010.

［2］韓引.預應力混凝土連續剛構橋施工監控分析研究［D］.西南交通大學，2013.

孫永吉（1978—），男，吉林蛟河人，本科，畢業于武漢大學畢業，研究方向：水利水電施工管理。