试分析连续刚构桥施工控制的重要性及其方法

试分析连续刚构桥施工控制的重要性及其方法
【摘要】连续刚构桥的出现对现代桥梁的设计和施工产生了积极重要和深远的影响，本文对连续刚构桥的产生和发展进行了简单的介绍，并提出了连续刚构桥施工控制的重要性，以及控制的内容和方法。

标签连续刚构桥；施工；控制
一、连续刚构桥概述
连续刚构桥分主跨为连续梁的多跨刚构桥和多跨连续-刚构桥，均采用预应力混凝土结构，有两个以上主墩采用墩梁固结，具有T形刚构桥的优点，多跨刚构桥保持了上部构造连续梁的属性，跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低。

预应力混凝土桥梁技术起始于19世纪20年代的德国和法国，1930年E.Baumgart用悬臂施工法建造主跨68m的钢筋混凝土梁桥，1937年德国建成了第一座预应力混凝土桥(Ane桥)。

1951年欧洲建成了62米跨的拉恩(Latin)河桥，这是世界上第一座采用悬臂法施工的预应力混凝土连续梁桥。

我国1965年首次采用悬臂施工法建成了第一座T型连续刚构桥—盐步桥。

目前刚构桥具有跨径逐步增大;上部结构轻型化;预应力束的类型和布置方式简化;上部结构连续长度增大;桥墩高度进一步增加等趋势。

二、连续刚构桥施工控制的重要性
对于大跨径预应力混凝土梁桥桥梁的形成需要经过一个复杂的过程，当跨度进一步增大时分段数目也就越多，悬臂长度也就越大，在施工过程中遇到的问题很多，对引起结构状态偏差较大的物理参数进行识别修正、保证在各阶段桥梁线形偏差在容许范围内等等。

如果处理不当，会对结构受力产不利影响，会导致主梁线形不顺畅进而影响使用效果。

高水平的桥梁设必须要有高水平的桥梁施工技术来支持。

通过建立施工控制系统，不仅可以确保桥梁安全、顺利施工和桥梁的运行。

三、连续刚构桥施工控制的内容和方法
施工控制最基本的要求是保证施工中结构的可靠度和安全性。

保证桥梁成桥后的梁体线形和受力状态符合设计要求。

（一）施工控制的主要内容。

大跨径连续钢构桥的施工均采用分阶段逐步完成的施工方法，结构的最终形成，必须经历一个漫长而又复杂的施工过程，因此施工过程的每个阶段的变形计算和受力分析，是桥梁结构施工控制中最基本的内容。

大跨度桥梁的施工控制包括：
（1）线形控制。

线型控制是预应力混凝土连续梁桥悬臂施工中最主要的控制内容。

实际施工中，桥梁结构的实际线形状态与理想状态总存在着一定偏差，目前所采用的所有施工方法都会产生挠曲变形。

悬臂梁体在施工中极易产生变形的原因包括结构尺寸偏差、计算参数、施工误差、测量误差、结构模拟分析等。

会使桥梁结构在施工过程中的实际位置往往偏离预期设计状态，甚至难以顺利合拢，所以必须对桥梁的线形实施控制。

（2）应力控制。

结构实际应力状态与设计应力状态不符，将会给结构造成严重危害，因此应力控制是施工控制中重要内容。

对于施加预应力结构的应力控制一般规定包括以下内容：结构自重应力(误差5%以内);结构在施工荷载下的应力(误差5%以内);预应力钢材用应力控制张拉法时(除实施双控)，需以应力伸长
值进行校核，实际伸长值与理论伸长值之差控制在土6%以内，并且要考虑预应力管道摩阻影响;对所有进行预应力张拉的相关机械都必须进行检查和校验。

精度必须达到预应力张拉规范标准；施工过程中，考虑能够对结构产生应力影响的支架和挂蓝等的影响程度；温度应力;其它应力。

施工控制时，结构应力控制的准确与否直接影响到桥梁本身的安全和耐久性。

（3）稳定控制。

桥梁结构的稳定性关系到桥梁结构安全，因此稳定控制实质上是桥梁施工过程中的安全控制。

桥梁的施工过程中要严格控制施工各阶段结构构件的局部和全桥稳定性。

目前，对于施工控制过程中可能出现的失稳现象还没有可靠的监测手段，也没有很好的改善稳定性的措施，尤其是近年来越来越大跨径的悬臂施工桥梁工程中，稳定性的控制是最难解决的关键问题。

影响桥梁稳定性的因素很多，其中比较难控制的主要有动荷载或突发情况的影响，由于这些影响因素的不确定性快速反应系统难以建立，因此，难以保证桥梁施工安全。

目前，国内工程界主要通过稳定性分析计算(稳定安全系数)，并结合施工过程中对结构应力、变形情况的监测来综合评定，控制其稳定性。

（二）施工控制方法
由于桥梁的结构形式、施工方法和具体控制内容的不同，其施工工艺也不相同。

总结起来，桥梁施工控制可分为：
（1）开环控制法。

开环控制法又叫确定性控制法，适用于跨径不大，结构简单的桥梁。

这种施工控制过程是单向进行的，只要按照施工图纸和施工进度逐步进行控制，不需要结合结构实际状态进行预拱度的调整。

该方法在实施过程中必须严格按照设计规定进行施工，对于环境简单，跨度较小的桥梁才能够保证结构的线形满足设计要求，在这个系统中不需要考虑结构状态方程的误差和系统量测方程的噪声。

因而被称为开环控制方法。

（2）闭环控制法。

闭环控制法又叫预测控制法。

对于跨径大、结构又复杂的桥梁体系，尽管可以在设计计算中精确计算成桥状态和各个施工阶段的理想结构状态，随着不同施工阶段的进行误差也会逐渐累积，该方法对每个施工阶段都进行监测并及时进行校核，把前一个阶段产生的偏差及时调整并计入后续的实际施工控制中，这样一次循环反复调控直至成桥时的线形和内力均满足设计要求。

这种方法一般在特大型结构复杂的桥梁工程中会与预测法结合使用这种方法（3）事后控制法。

事后控制法是指对已建成的桥梁结构不符合设计时采用一定方法对其线形和内力进行调整，使之达到设计要求并能够安全投入使用。

这种方法仅适用于结构内力与线形能够调整的桥型，如斜拉桥、悬索桥等。

该方法一般只能作为补救措施。

（4）自适应控制法。

其原理是:首先运用测量实际标高和理论计算标高确定总体误差，然后采用参数识别方法估计参数误差并修正模型计算参数，再运用有元方法对模型进行系统计算，预测己经发生的参数误差对后续施工的影响，最后采用随机性最优控方法对实际结构状态误差进行控制调整。

参考文献
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[3]杨善奎.陈思孝.高墩大跨刚构桥施工稳定性分析研究[J].铁道工程学报，2010（12）。