連續剛構橋梁施工控制分析

謝 占 龍

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

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連續剛構橋梁施工控制分析

謝 占 龍

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

針對連續剛構橋施工難度較大、技術要求高等特點，介紹了施工控制的要點及內容，提出了疊加法與綜合分析法兩種常用控制方法，并闡述了施工監測與信息反饋方式，最后通過實踐進一步證明了施工控制的必要性與重要性，有利于避免連續剛構橋質量通病的發生。

連續剛構橋，施工控制，標高，預拱度

連續剛構橋施工具有工藝復雜、難度較大、技術要求高等特點，并且施工荷載與材料彈性模量等難以和設計過程中的取值保持一致，尤其是預拱度設置，由于缺乏系統控制，導致預拱度設置不合理，將造成一系列質量問題。因此，必須全面開展施工控制工作，通過有效的控制，來達到提升橋梁施工水平的目的。本文著重分析連續剛構橋施工控制特點、內容及方法。

1 施工控制特點與內容

橋梁施工控制主要目的在于確保施工安全與橋梁結構承載力滿足設計要求，而橋梁自身結構特點決定了施工控制特點。對于連續剛構橋而言，其施工方案大多運用懸臂分段法。設計方案給出的成橋狀態也是施工必須達到的最終目標，想要達到這一目標，往往要經歷一個十分復雜和漫長的過程，包含各個施工階段，如主墩、主梁、合龍段等。連續剛構橋的各個施工階段組成了一個具有連續性和系統性的復雜體系，其前期準備工作效果會對后續各個階段造成直接影響，并且由于橋梁還存在一些特殊要求，尤其是施工標高一旦低于標準要求，將很難在后期進行彌補[1]。由此可見，施工控制不僅要進行全過程監控，及時發現施工中潛在的問題，還要準確預報后續施工階段的狀態和參數。

2 施工控制方法

前期預防控制結合后期調整與預測式監控是橋梁工程施工控制常用方法，而由于連續剛構橋自身結構較為特殊，所以其施工控制需將預測式控制作為核心，并輔以相應的后期調整。研究和實踐表明，連續剛構橋的施工控制實際上就是前期預報到施工監測到識別判斷再到后期調整的系統過程。其控制重點是主梁的標高，屬線形控制范疇，可采取應力檢測手段保證控制效果和結構的安全性。在對標高控制進行分解以后，會涉及到標高確定，即為預拱度設置。具體的設置方法主要有兩類，分別為借助專家經驗和定量計算。其中，定量計算強調理論和實際的結合，采用計算模型，如圖1所示，具備概念清晰與推理嚴謹等特點；而專家經驗是指在實踐中不斷積累相關經驗和數據，相比之下數據資料更加可靠，在項目的實施過程中有重要指導價值。

對于定量計算法而言，它還可進一步分成疊加法與綜合分析法。

1)疊加法。疊加法主要作用于非線性影響極小或以線性系統為主的結構體系。而連續剛構橋由于在計算撓度時可對非線性影響進行忽略，所以它是滿足疊加法基礎要求的。基于此，預拱度設置即可分別探究影響結構體系的每個因素，假設各因素之間不存在相互作用，最后對計算結果進行求和。以疊加法和控制方法的預拱度不但直觀清晰，而且錯誤率較低，便于計算。但也存在實際工作量相對較大等弊端。

2)綜合分析法。綜合分析法即一次性構建橋梁結構的模型，向模型中輸入所有結構分析數據，借助相應的計算程序推算結構在不同因素影響下的最終形態，進而對預拱度進行確定。從機理上看，該方法更具全面性，尤其是在處理非線性影響問題方面，其優勢十分顯著。然而，在進行軟件分析時，需先對結果是否正確進行驗證。由于有很多軟件針對結構的后期收縮徐變計算和實際未能實現吻合，所以綜合分析結果是不能直接使用的[2]。

3 施工監測與信息反饋

3.1 材料參數測試

材料參數真實值和主梁內力、主梁撓度有直接聯系。對此，在結構施工中需對主要材料實施參數檢測，并將檢測結果應用在施工控制中。需進行測試的材料參數應包括：混凝土的容重、彈性模量與收縮徐變以及鋼絞線的延伸率、彈性模量與摩阻系數。

3.2 應力監測

連續剛構橋的施工控制還涉及對結構分析明確的關鍵截面實際受力實施應力監測，根據監測結果判斷是否需要發出預警，并采取有效手段確保結構的安全性。應力監測主要通過對應變的檢測來體現，而應變檢測依托于各類應力計，如鋼弦應力計與鋼筋應力計等，其中鋼線應力計具有更高的性能穩定性與操作簡便性，所以在實際檢測中較為常用。但在使用鋼弦應力計時要注意，其初始值設定至關重要，如果初始值設定不合理，將導致應力反應失真。

3.3 變形監測

作為施工控制極其重要的內容，變形監測包含主梁的撓度監測與主墩的壓縮變形監測。為保障監測效果，構建測量系統至關重要，涉及控制點的實時測量與設置觀測點等內容。

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首先，按照相關規范的要求，根據剛構橋施工定測橋位樁，構建導線控制點，其平差精度不得超出標準限度；其次，在主梁頂端設置測量點，同時予以有效保護。橋墩對應測量點需要和導線控制點實現聯測，以此對測量準確度進行校驗[3]。另外，還需在承臺頂端加設局部測量點，以此對施工過程中的基礎沉降進行觀測；最后，結合具體的施工過程，在各個主梁上分別設置標高測量點，測量點應盡量設置在箱梁腹板面板上。測量點可使用鋼筋進行埋置，另外為保證測量準確度，還要根據梁高在預制場對應下料，在主梁立模過程中將預制測量鋼筋延伸到主梁的底模板上，并予以綁扎和焊接。

4 施工控制具體實施

4.1 主梁施工

連續剛構橋主梁常用施工方法主要有兩種：

1)搭架現澆；2)依托橋梁支立牛腿搭架現澆。通常情況下，根據桿系結構計算形式給出的主梁應力可滿足相關規范要求，但它的本質為空間結構，施工過程中需注意處理空洞轉角；此外，主梁施工還要格外關注標高的控制。一方面，在對橋墩進行施工時，需要根據設計成橋狀態算出橋墩的彈性模量，同時考慮必要的鑿毛處理，所以橋墩的墩頂標高需存在預抬值；另一方面，主梁采用同步現澆，在澆筑施工前需對支架施以分級預壓，以此消除其非彈性變形，并且掌握變形規律，最終才能確定出主梁的立模標高。

4.2 掛籃加載試驗

掛籃的分級加載試驗具有以下作用：

2)消除非彈性變形，并掌握其變形規律。

具體的試驗方法需要根據施工現場實際情況選定，加載一般有實物加載和千斤頂加載兩種方式。參考掛籃的加載試驗結果及設計圖紙，可明確掛籃與主梁之間保持的幾何關系，為求解主梁的變形數值提供指導。

4.3 合龍段施工

合龍段施工需重點考慮以下兩方面問題：

1)合龍施工過程中，實際溫度與設計要求不符。對此應及時調整溫度誤差影響，可采取的措施有：頂拉主梁側懸臂端，或使用骨架進行定位以后再進行合龍澆筑[4]。

2)單邊合龍過程中，主梁上另外一個懸臂端存在平衡配重方面的問題，對此可采取水箱配重等方式進行處理，處理后能靈活增減平衡配重。

5 結語

在橋梁施工建設中，對施工進行嚴格控制與管理，不僅能提高施工水平和質量，還能預測部分橋梁未來運行病害。為確保施工控制效果及準確度，設計人員需要和各階段施工作業人員保持良好溝通，盡量消除所有安全隱患，進而達到全面提升施工水平的目標，為社會經濟蓬勃發展夯實基礎。

[1] 武芳文,薛成鳳,趙 雷.連續剛構橋梁懸臂施工線形控制分析[J].鐵道工程學報,2014,10(4):29-33.

[2] 林富權.大跨度連續剛構橋梁施工控制關鍵問題分析與研究[J].中國建筑金屬結構,2013,11(16):112-113.

[3] 向木生.連續剛構橋梁施工控制分析[J].武漢理工大學學報,2015,11(6):44-47.

[4] 王向陽,李衛華,汪娟娟,等.連續剛構橋梁施工控制仿真分析研究[J].武漢理工大學學報(交通科學與工程版),2015,11(4):709-711.

Analysis on construction control of continuous rigid frame bridge

Xie Zhanlong

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupLimitedCompany,Jinzhong030600,China)

According to the construction difficult, high technical requirements and other advantages of continuous rigid frame bridge, this paper introduced the key points and contents of construction control, proposed the superposition method and comprehensive analysis method two kinds of control methods, and elaborated the construction monitoring and information feedback ways, finally through the practice further proved the necessity and importance of construction control, helpful to avoid quality problems of continuous rigid frame bridge.

continuous rigid frame bridge, construction control, elevation, pre-camber

1009-6825(2017)14-0181-02

2017-03-01

謝占龍(1983- )，男，助理工程師

U445

A