探究大跨度钢箱梁斜拉桥的施工控制

探究大跨度钢箱梁斜拉桥的施工控制

为了保证跨海大桥主桥桥体，建设成型之后的内力和线型之间的拉力，满足设计的要求，采用无应力的状态为理论基础的施工控制方法。对于结构非线性和参数评估识别以及平差分析的结果进行测算，根据跨海大桥的桥梁结构特点，在施工的过程中应该控制好大桥结构的无应力夹角，并确定大跨度钢箱的斜梁现场安装设计要求。

标签：大跨度；钢箱梁；斜拉桥；施工控制

前言

采用单侧推的方式，配合跨海大桥的合龙方案，根据跨海大桥的实际结构特点和建设施工过程中的温度变化，有效的控制大桥合龙过程中的风险，通过全面的合格的施工工艺控制，才能够实现跨海大桥高精度的顺利合龙操作。因此，探究大跨度钢箱梁斜拉桥的施工控制是为了能够满足桥梁线形及内应力幅度，作为施工设计要求的基础和保障，跨海大桥不仅需要外形美观，具有良好的经济性，而且更重要的是必须非常坚固。

1 跨海大桥的设计特点

跨海大桥一般采用的是斜拉桥的设计，斜拉桥本身外形非常美观，而且具有良好的经济性，优于其合理的设计结构，因此，在大跨径桥梁过程中具备非常好的竞争优势，因此很多跨海大桥都采用的是这种斜拉桥的设计。跨度大于500米的斜拉桥的桥梁一般来说都会采用钢箱梁的形式来进行设计，这种设计形式由于施工工艺相对工序较多，工艺比较繁琐复杂，在建设期间可能会面临一定的风险。但是由于其成功合龙之后斜拉索较长，主梁刚度较小，整体构造美观大方，而且结实耐用，合龙成功之后的跨海大桥使用寿命非常长，因此，受到了国内外很多跨海大桥设计单位的青睐。

2 大跨度钢箱梁斜拉橋线性控制特点

2.1 非线性效应非常明显

大跨度钢箱梁拉桥的非线性效应是比较明显的，这是由于其施工控制和常规的混凝土斜拉桥的施工控制工艺是完全不同的，在这种控制的过程中，由于非线性效应的明显性特质，使得大跨度钢箱梁斜拉桥的跨度较大，因此在斜拉索很长，主梁刚度非常小的情况下，主梁和桥塔之间的位移量必然是非常庞大的数字。斜拉索具有明显的垂直效应，保证了整个桥体的稳固。但是这种非线性效应需要的，是在大桥的大跨度合龙过程中，尤其是对于大桥的大跨度钢箱梁斜拉桥的施工初期，一定要注意焊接每一个步骤的精确性。

2.2 大跨度钢箱梁拼装时梁段的调整范围不大

大跨度的钢箱斜梁拼装的过程中，由于全焊接的钢箱系梁是通过顶底板焊接缝的宽度来改变整个的标准量标高尺寸，大跨度的钢结构变形和倾斜角的调整，哪怕是只要有微小的调整都有可能极大程度上影响到跨海大桥的整体结构和钢结构的变形程度。大跨度的钢箱前斜梁调整的栓焊结合和全双接口的焊接准确度。由于角度调整的范围不大，所以整個的钢结构变形可调整范围非常小。因此，在进行跨海大桥的合龙工程和整个的建设过程中，都要注意对于钢箱梁拼装时梁段的调整范围不宜过大，在对接时要注意精确的调整钢结构的拼装角度和每个拼装结构的距离。

2.3 钢结构的变形程度和温度效应

正是由于大跨度的钢箱梁斜拉桥结构主要是钢结构制成，因此在钢结构的设计和组装过程中，要注意桥梁的安装季节和水面温度的温度效应，由于大跨度钢箱梁斜拉桥的施工工艺对于温度效应的依赖性较强，这是由于钢结构变形对于温度变化非常敏感，跨海大桥的长度可观，斜角角度也较大，而钢结构的细微变形都有可能影响整个跨海大桥的稳固和质量。因此，对于钢结构变形和温度变化之间的关系，在施工控制过程中周密考虑，进而控制温度的影响是非常有必要的，具体情况如图1所示：

2.4 钢结构制造的精密程度和钢箱梁悬臂拼装

由于目前的跨海大桥很多部件是在工厂组装成型之后，拿到现场组装制作的，这样大大缩短了跨海大桥，在制造过程中的复杂工艺，缩短了整个桥梁的装配周期，因此受到了施工现场和施工项目组织人员的欢迎。但是由于工厂的制造精度是延续一定范围内的统一标准，那么制造精度与大桥的实际桥梁架设地址周围的环境勘测的结合度可能有一定的偏差，因此，对于大跨度钢箱梁悬臂拼装现行的影响有时会非常明显。

此时，就需要在整个的施工环节过程中应对大跨度钢箱梁斜拉桥的施工过程更加谨慎，尤其是利用先进的仪器，制定合理的控制原则，安排专门的监理人员从施工计算和分析的角度，从施工初期预制件的装配以及施工过程中各个构件现场安装监理控制方面，把握住大跨度钢箱梁斜拉桥的关键性工序，在施工过程中始终要使大跨度钢箱梁斜拉桥的每一个工序都处于安全值范围之内，保证跨大桥成型之后整个桥梁的线形形态，尽可能保证出入不大，而且要注意大桥的内力状态必须严格符合施工图的设计要求，从每一个具体方面对于大跨度钢箱梁斜拉桥的施工控制要点进行理论研究和实践探讨。

3 大跨度钢箱梁斜拉桥施工控制计算分析要点

3.1 分阶段循环施工方法计算

大跨度斜拉桥采用分阶段循环施工方法，对于大跨度钢箱梁斜拉桥施工控制必须要经历整个桥梁的逐渐变形转化过程，确定斜拉桥的状态和斜拉桥对应施工

关系，保证施工状态的内力和线性式对应施工设计图的要求，就必须要经过合理的精确测算，从理论分析的角度来确定桥梁的结构。每一个施工过程的内力和线形结构都必须要结合参数敏感性分析，对于误差识别的手段进行严格的甄别，最终形成桥线形和受力状态，满足设计模型的要求。

3.2 跨海大桥非线性因素计算

大跨度钢箱梁斜拉桥的计算需要考虑到多种非线性影响因素，这些非线性影响因素包括了斜拉索的垂直效应，以及在结构大变形中对于弯矩和轴力组合效应的考虑。在计算时同样是使用相应的软件通过修正所得弹性模型，尽可能地处理大桥拉索的垂直效应，找出影响跨海大桥非线性计算的因素，满足对于桥的中跨度影响，这里可以采用借助软件的仿真计算，从几何结构和非线形特性的方面来推测大桥可能产生安装过程中的问题。对于混凝土设计极限的压应力，为了能够将桥墩截面边缘的混凝土应力达到材料设计的盈利，可以采用失稳准则，以墩高为例计算：=F/A+MY/I=2.393+1.969=4.352MPa。

3.3 大跨度桥梁的参数敏感性分析

在大跨度斜拉桥施工过程中，由于材料参数和结构参数都是与设计趋势有差异的，对于敏感性的分析和识别，必须要采用修正理论的计算模型是理论计算和实际的控制，计算都在重点敏感区域内达到理想状态。跨海大桥的重点敏感参数一般集中在斜拉索弹性模型和两段重要的计算方面，因此，在跨海大桥施工的过程中，应该重点控制斜拉索，利用桥梁建设软件参数敏感分析的弹性模型，对于大跨度钢箱系纳凉的钢箱梁中要进行计算，并且将施工阶段的由校务长范围计算出来。参数敏感分析主要就是为了能够控制好制作阶段和施工阶段对于容许误差之间的确定并且及时的修正误差。

4 结束语

跨海大桥镇建设和最终合龙的过程中，对于每一个桥梁的建设部分都要经过精确而缜密的计算，而不能盲目的根据经验来建设，计算的过程中比较核心的计算方法是有限元计算，有限元计算可以控制整个施工过程和实践过程钢箱梁拼装和斜拉索的位移情况，通过无应力状态法提高监控的精度，从而实现施工过程的多工序并行作业、平稳运行。

参考文献：

[1]杜时波.大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术研究及应用[J].交通世界，2017（Z1）：148-149.

[2]代泽森.基于大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术的应用研究[J].黑龙江交通科技，2016（12）：165-166.

[3]高建斌.大跨度重型环形钢箱梁多机抬吊施工技术[J].科技创新与应用，