大跨度橋梁懸臂澆注施工技術的分析

楊華軍，王力，顧勝瑩

（湖北交投圈環(huán)高速公路有限公司，湖北 應城 432402）

大跨度橋梁懸臂澆注施工技術的分析

楊華軍，王力，顧勝瑩

（湖北交投圈環(huán)高速公路有限公司，湖北 應城 432402）

近年來隨著我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，經(jīng)濟水平和施工技術也得到相應提高。與此相適應的大跨度橋梁懸臂的澆注施工技術在交通建設中也得到了廣泛的應用。本文針對大跨度橋梁懸臂的澆注施工技術展開探討。

大跨度橋梁；懸臂澆注；施工技術；分析

懸臂澆注是大跨度橋梁工程施工中應用較為普遍的一種施工方法。近些年來，我國大跨度橋梁工程日漸增多，相應對施工技術的要求也就越來越嚴格。下面我們來進行具體的分析和介紹。

1 對掛籃施工技術的簡要介紹

掛籃施工是懸臂施工中的一個分支，屬于懸臂施工中的一種。掛籃施工主要有型鋼式、桁架式、混合式以及斜拉式4種。作為懸臂施工中應用廣泛的施工技術，其在提高施工的效率以及工程質量方面發(fā)揮了重要的作用。

就一般而言，掛籃施工技術的組成有以下幾種：懸吊系統(tǒng)、工作平臺、錨固裝置、承重結構、走行系統(tǒng)和工作平臺。在施工過程中，它們的工作原理承重結構。就是對新澆注階段的重量以及施工設備的重量起到承重的作用，下一步就是利用錨固裝置和支點把荷載傳遞和轉移到完成施工的梁身上。掛籃的行走系統(tǒng)主要借助四氟乙烯滑板以及軌道來進行應用，通過四氟乙烯滑板的軌道來支撐實現(xiàn)行走的目標，一般情況下為其提供牽動力的是電動卷揚機。另外，在實際的施工過程中，掛籃不僅要作為支撐的模板，提供灌漿以及張拉的場地，還需要承受起新澆混凝土的重量。正是因為掛籃所要發(fā)揮的重要作用，所以對其施工過程中，在穩(wěn)定性和剛度方面有更高的要求。

2 工程實例簡介

2.1 掛籃施工工程實例

武漢城市圈環(huán)線高速公路洪湖段全長19．816km，全部為高架橋設計，其中東荊河大橋、內荊河大橋跨越防洪大堤，設計為227m跨度的預應力混凝土連續(xù)箱梁（橋梁跨度為63．5m+100m+63．5m）。圖1為仙洪高速掛籃施工圖。

2.2 結構施工方案介紹

主橋上部結構主要采用的是掛籃懸臂澆注的方法，投入4套掛籃，分為左右幅，一個結構一套。針對掛籃的支撐長度不足的問題，為了能夠進一步的方便拼接掛籃，我們采取的措施是在其墩上塔設置托架進行澆注。在設計托架的過程中，一定要重視對彈性和非彈性的形變的計算。需要注意的是，托架除了要能夠承受承重的重量之外，還應該具備一定的剛度。

3 大跨度橋梁懸臂澆筑施工控制的內容

對大跨度橋梁懸臂澆筑施工的控制過程，主要在于對整個橋梁施工過程的全方位的計劃控制，以保證施工活動中，橋梁的內力以及變形情況一直處于安全的范圍之內。一般而言通過以下方式進行施工控制。

3.1 內力控制

如果在橋梁結構的施工過程中，沒有做好內力的控制工作，那么就會對整個結構構成極大的危害，嚴重的還會導致結構的破壞。但是由于種種因素的限制，目前還沒有具體的規(guī)律可循，只能視具體情況而定。內力控制的主要內容有：

（1）施工荷載下的結構應力需要將誤差控制在6%以內。

（2）結構預加應力的數(shù)值。這個參數(shù)的計算需要對張拉實行控制，除此之外要將預摩擦阻力考慮在內。

（3）基礎變位、溫度應力和風荷載產(chǎn)生的應力等。圖2顯示的是預應力等效載荷示意圖。圖中通過一些假定(例如預應力筋的摩阻損失不計,曲線索近似為二次拋物線線且曲率平緩)，得到了一些簡化的計算預應力等效荷載的公式,并且知道這些等效荷載是一組自相平衡力。

圖2

3.2 幾何控制

在實際施工的時候，很有可能因為橋體變形而出現(xiàn)使橋梁的位置偏離施工預期的情況，因此，做好橋梁的控制工作就顯得至關重要。針對一些突發(fā)情況，我們需要準備相對應的解決方案，將突發(fā)情況所造成的傷害降到最低。橋梁施工控制的目標的實現(xiàn)，需要在幾何控制目標實現(xiàn)的基礎上，對設計目標進行一定程度的滿足。圖3顯示的是主梁變形測點的示意圖，其測量內容包括：第一，掛籃行走、混凝土澆筑、預加力張拉、跨合攏、成橋前后的各項標高值，以這些觀測值為依據(jù)。可以通過在混凝土澆注前后分別測量模板標高，比較測得的結果，以驗證模板的預抬高量是否達到了預期效果的方式進行比較測量；第二，在混凝土澆注完畢后，分別測量預應力張拉前后梁段頂?shù)母叱蹋容^測得的結果，驗證預應力張拉對己完成節(jié)段的影響是否同理論計算一致。

圖3

3.3 穩(wěn)定控制

現(xiàn)在，許多的施工單位已經(jīng)認識到維護橋梁穩(wěn)定的重要作用。但是，在具體施工的過程中，對穩(wěn)定性能的檢測還是一個比較難解決的問題，由于缺乏比較成熟的手段和方案，因此一旦隨著橋梁跨徑的擴大，在受動荷載以及突發(fā)情況的影響下，會因為缺少快速反應的系統(tǒng)而無法保證橋梁的安全施工。針對這一情況，當前的重要任務就是建立一套完整和科學的監(jiān)控系統(tǒng)，為了對監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性情況進行有效地控制，需要對結構的應力情況加以分析計算。穩(wěn)定的安全系數(shù)對于橋梁而言是重要的結構目標。根據(jù)現(xiàn)有的技術水平，不僅需要控制好穩(wěn)定系數(shù)，更要保證在施工過程當中掛籃和纜索符合相應的要求。

4 大跨度橋梁懸臂澆筑施工控制方法

4.1 Kalman 濾波法

美國學者在1960年提出的一種方式Kalman 濾波法，這種方法將狀態(tài)空間概念引入的情況下，將信號過程作為白噪聲作用下的線性系統(tǒng)輸出，并能夠通過狀態(tài)方程的應用對其進行描述。在加入了狀態(tài)空間這個變量下，當對信號進行描述，就可以避免非平穩(wěn)的箱梁隨機過程的發(fā)生，同時還可以增加平穩(wěn)特征的標量隨機過程。

Kalman 濾波法隨著計算機的發(fā)展情況也在不斷改進，但其本質是通過數(shù)理統(tǒng)計以及概率論的成果應用去解決濾波估計問題。這種方式的優(yōu)點在于，不需要儲存以前的觀測數(shù)據(jù)，可以在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)基礎上得出新的估計量，根據(jù)類型的不同，Kalman 濾波法可分為離散線性系統(tǒng) Kalman 濾波和連續(xù)線性系統(tǒng) Kalman 。之所以Kalman 濾波法可以在大跨度橋梁施工的過程當中應用，是因為其大跨度橋梁的結構狀態(tài)一般都是通過離散數(shù)據(jù)序列方式的應用來表示，而并非是連續(xù)梁表示，在這一系統(tǒng)中，通常會缺乏輸入控制的變量，所以其更適合應用在有較小可調變量的橋梁結構中，例如懸臂大跨度連續(xù)鋼構橋。

4.2 灰色理論

灰色理論的應用是對橋梁不同的施工階段進行參數(shù)的控制和預測。通過對部分參數(shù)的預測，再對總體的參數(shù)進行預測，將這種狀態(tài)參數(shù)的預測進行更好的分析比較從而優(yōu)化調整結構方案。

5 結語

隨著我國大跨度橋梁懸臂澆注施工技術的不斷發(fā)展和進步，我國交通建設的發(fā)展勢頭一片大好，取得了可喜的成績。在實際的施工過程當中，我們還是應該不斷探究，以此不斷提高我國交通建設的施工水平。

[1]楊帆．關于大跨度橋梁施工技術的要點分析[J]．民營科技，2016(05):197．

U445.466

A

1671-0711（2017）10（下）-0194-02