基于施工控制的橋梁施工技術研究

張敬疆

(羅甸縣農村公路管理局)

1 橋梁施工控制的目的與基本內容

橋梁施工控制的主要目的便是在確保施工安全進行的前提條件下，通過對施工現場監測進行計算分析，準確識別參數，修正模型，以及對立模標高進行控制等，從而確保橋梁受力狀態符合設計要求且呈橋線形。

對于預應力混凝土連續橋梁，其施工控制包括變形及內力兩個方面的監控。其中，變形監控指的是對橋梁箱梁的橫向偏移及豎向撓度進行嚴格控制，一旦出現偏差，需及時對誤差進行分析并采取合理的調整方法;而內力控制則指的是對施工過程中及成橋后主梁的應力進行嚴格控制，尤其需要注意控制主梁的合攏時間，確保其不至于過大存在不安全隱患甚至是在施工過程中對主梁造成破壞。

2 橋梁施工控制的方法

2.1 預測控制法

在梁段澆筑完成后，連續梁橋出現的誤差除了張拉預應力索以外，幾乎沒有調整的可能，只能在下一未澆筑梁端的立模標高上對已存在的誤差做出必要調整。因此，為實現控制目標，就需準確預測立模標高，其中，預測控制法即為一項常用的橋梁施工控制方法。

預測控制法指的是對橋梁結構狀態影響因素及施工目標進行全面考慮后，對橋梁結構每一施工階段形成的前、后展開預測，確保沿著預定狀態進行施工操作。由于預測及實際狀態不可避免存在誤差，有的誤差對施工目標產生的誤差則在后續施工預測中進行考慮，循環下來，直至施工完成并獲取與施工設計相符的橋梁結構狀態。這種方法對所有橋梁均適合，并且在已形成結構狀態的不可調整橋梁的施工控制中，必須運用預測控制法。

2.2 自適應控制法

采用自適應法進行研究的對象通常具備不確定性系統，自適應控制系統面對客觀上各種不確定性時，可在運行過程中通過對性能參數及輸入輸出狀態進行不斷測量，逐漸了解并掌握對象，然后按照一定的設計方法，并根據得到的信息做出施工控制決策，進而對控制器的參數、結果或控制作用進行更新，以便使得控制效果達到最佳狀態。

2.3 線形回歸分析法

此種方法主要通過對橋梁懸臂長度、重要，以及懸臂箱梁撓度進行一元或二元線形回歸處理，進而總結并建立出撓度線形回歸數學模型。此模型可運用在待施工梁段撓度的預測及箱梁撓度變形規律的分析中，然而它難以有效修正因施工及溫度引起的誤差，同時還需具備較多富有規律的數據，因而當梁段數不是很多時，難以有效保證得到的回歸曲線的精確度。

3 基于施工控制的影響橋梁施工的因素

(1)結構參數為橋梁施工中一項重要的考慮因素，幾乎所有施工過程中均存在截面尺寸誤差，施工結束的驗收過程中允許范圍內的誤差，由于存在這些結構參數誤差，從而使得橋梁的結構受到破壞，發生形變;(2)溫度變化同樣影響著橋梁結構的變形，其中，溫差驟變、日照溫差與季節溫差等均為溫度變化，由于在橋梁實際施工過程中難以對實際溫度變化情況進行充分預測，因而給施工控制帶來了一定的難度;(3)橋梁施工工藝在一定程度上決定著施工目標的實現與否，因此，采用的施工工藝必須充分滿足施工控制要求，并且需要對實際條件與理想之間的差異而產生的誤差進行那個全面考慮，做好施工工藝的控制工作;其四，在橋梁施工控制中，需對實際材料容重同理想設計之間的差異進行充分考慮，尤其是引起結構變形主要原因的混凝土材料，由于鋼筋含量與集料的不同將會對材料容重造成影響，因此在施工中，需對各項施工原材料進行抽樣檢測，只有檢測合格后方可進入施工現場。

4 橋梁施工控制的結構計算方法探究

4.1 前進分析法

為將成橋后橋梁結構的受力狀態計算出來，就必須根據結構實際配筋情況及既定的施工方案，逐個階段計算，才可將成橋結構的形變及受力情況計算出來。這種計算方法具有以下特點:在施工不斷推進的影響下，橋梁邊界約束、結構與荷載形式不斷發生改變，同時前期結構又何在發生徐變，因此，本次施工結構的分析基礎即為前一階段的結構狀態。而此種根據施工的前后階段順序開展的結構分析法即為前進分析法。這種分析方法能將橋梁結構實際施工歷程進行很好的模擬。

(1)對中跨、邊跨的大小，橋墩的高度、橋面線形、材料信息、混凝土徐變信息、體系轉換信息等結構初始狀態進行確定;(2)完成橋墩及0 號塊等的澆筑后，依次在每個橋墩上對各塊件進行對稱澆筑，指導完成懸臂澆筑，拆除掛籃。將上階段結束且結構變形后的幾何形狀作為基礎，對每一次澆筑時橋梁結構的內力與變形進行計算;(3)開展中跨合攏、次邊跨合御等操作，并對這幾個主要階段結構的內力及變形展開計算;(4)鋪裝橋面時，對二期恒載作用下結構的內力與變形進行計算。

4.2 倒退分析法

在橋梁實際施工中，線形與強度兩方面的控制同等主要，一旦出現線形誤差，那么就會使得橋梁結構合攏出現困難，進而對建成后，橋梁的受力狀態、運營質量及視覺效果等造成影響。在施工過程中，為確保完工后橋梁結構達到設計的線形狀態，常采用設置預拱度的方法。然而對于分階段施工的連續梁橋，則要求將各施工階段結構物預拋點給出，而采用前景分析法是難以解決這一問題的。但是，通過運用倒退分析法則可將這個問題進行有效解決。倒退分析法的思想為:假設t 時候結構內力的分析滿足同一時候前進分析的結果，軸線同時也滿足設計線形的要求。在這一初始狀態下，根據前進分析逆過程將結構倒拆，并對每拆除一個施工節段剩余結構受到的影響進行分析，在一個階段內，通過分析得到的內力狀態及結構位移，便即為此階段橋梁結構理想的施工狀態。

［1］姚琳.基于施工控制的橋梁施工技術研究［J］.科技創新導報，2011，8(20):37－38.

［2］黃宗元.基于施工控制的橋梁施工技術研究［J］.工程技術，2012，9(18):165.

［3］王啟東.施工控制約束下的橋梁高墩大跨預應力砼施工技術研究［J］.工業技術，2011，19(5):113－114.