大跨度預應力混凝土剛構橋施工控制技術探討

丁 胤

(貴州路橋集團有限公司)

1 剛構橋結構理論

采用有限元計算法分析橋梁結構，主要針對各個施工階段相應截面應力、位移大小等進行計算。采用正裝分析法討論剛構橋結構，其關鍵就是模擬各個階段橋梁結構施工中的受力變化，討論非線性與混凝土收縮、徐變情況。在實際操作中可發現，對于部分跨度較大的預應力混凝土橋梁而言，應先開展正裝計算;在分析施工預拱度時，可采取倒裝分析法，根據橋梁結構施工加載順序，逆向思維思考施工問題。與其他方法相比，采用倒裝分析法可快速掌握施工各階段變形情況，并以這些資料為基礎積極指導施工。

總體而言，在對大跨度預應力混凝土橋梁結構進行有限元分析時，應根據特點建模，再根據模的計算結果進行相關分析。在實際計算中，建議選用合適的計算機軟件，可進一步提高計算效果，如“橋梁博士”等。這部分軟件的系統處理能力強，能滿足不同工況下的計算要求。在無特殊施工要求的前提下，通過正裝分析計算所得出的結果可作為監測依據;倒裝計算得出的結果可以作為預拱度的控制依據。

2 施工質量控制

2.1 施工控制

(1)施工控制的基本內容。

①線性控制。橋梁結構尺寸是施工的基本要素，施工中的任何誤差都會導致結構發生變形，最終對施工結構產生影響，導致橋梁合攏難以完成，成橋后也會發現線性起伏明顯。為避免橋梁結構出現偏差，應加強線性控制，控制誤差。②應力控制。應力控制是整個施工中的重點。以懸臂施工為例，在施工的不同階段，結構所承受的荷載、結構形式、邊界條件等發生變化，導致結構的受力情況更加復雜。尤其是在主體結構合攏時，隨著結構體系受力的改變，應力會發生劇烈變化，若控制不當，不但影響橋梁的安全，甚至會導致橋梁局部被破壞。③安全控制。安全是施工生產的基本要求，在橋梁施工建設中，應根據橋梁結構的內力、變形、穩定等數據入手，保證能根據結構形式滿足施工需要，最終實現安全施工。

(2)施工控制方法。

為保證施工的順利進行，需要采集現場數據，并識別、檢測數據的基本內容，為建立下一階段的施工模型奠定基礎，保證施工達到理想狀態。

①預測控制法。預測控制法的關鍵，就是在預應力施工的基礎上，調整相關數據，確保相關數據能滿足不同的施工需要。以懸臂澆筑預應力混凝土施工為例，在前一階段施工結束后，施工單位只能通過預應力張拉力大小調整主梁標高，無法修改已經完成澆筑的標高，只能通過本階段的標高變化預測下一階段施工中可能出現的變動，并做出調整。應用預測控制法通過預測各個階段的施工內容，判斷可能出現的施工風險因素，保證施工順利進行。預測控制法的效果顯著，而被廣泛應用在橋梁施工中。本文統計標準情況下預測控制法的基本構造，具體結構見圖1。

圖1 標準情況下預測控制法構造圖

②自適應控制法。由于混凝土材料在預應力張拉、徐變等方向存在一定的差別，導致橋梁在連續施工中不能有效控制已澆筑兩端的位移情況。在此背景下，自適應控制法主要通過分析影響結構內力的相關要素，并將這些要素輸入到下一階段的運算中，保證計算模型更加準確，指導施工過程達到理想狀態。

2.2 主梁測量

為保證測量的準確性，可現在橋梁相關結構上設置觀測點，一般情況下，每節懸臂端梁可設置1～2 個軸線點與3～4 個標準高度觀測點。為方便觀測，可用紅色油漆標識這些觀測點，并對每個觀測點進行編號處理。可先使用水準儀確定標準高度，確定標準高度之后，再分別針對每個施工階段進行統一處理。可采用三種工況平行獨立測量的方法，確定每一節主梁的撓度，并相互校對。

在測量對軸時，采用全站儀或鋼尺，通過視準法測量對軸線前端，并查看對軸線的偏位情況。但需要注意的是，若采用視準法測量之后，需要將軸線后視點設置在過渡墩上，再通過由遠到近的方法，確定最佳控制距離。在測量對頂面高程過程中，應在主梁頂面混凝土橫截面上設置3～5 個觀測點，分別統計各個觀測點的測量值，計算平均數，這個平均數就是主梁頂面高程值。通過測定不同施工階段的主梁撓度變化值、軸線偏移值，可為確定最終的立模高程值提供數據支撐，也能夠獲得主梁頂面的實際高程值然后將立模高程值和實際高程值進行比對就可以對施工質量進行檢驗控制。

2.3 線性控制技術

在連續剛構橋掛籃懸臂澆筑過程中，每塊箱梁均可劃分為掛籃前移、混凝土澆筑、預應力張拉三個階段，為準確分析不同階段箱梁撓度變化情況，可在混凝土澆筑之后，對撓度進行測量，并注意環境溫度變化對測量結果的影響，以求盡早發現撓度變化的原因，保證合攏順利進行。

預拱度設置是線性控制中的重點內容，在施工中，主要由檢測單位提供基本方案，得到監理確認之后才能施工。在施工中，箱梁立模標高計算公式為:

H=h+f+b+hn－1

式中:H 為施工段箱梁立模標高;h 為相關截面設計時的標高;f 為截面計算擾度(在施工中，截面擾度受多種因素的影響，因此要注意量的變化);b 為實際測量中所得到的掛籃彈性擾度;hn－1為截面實測標高與設計標高之間的差。

3 結語與展望

簡單分析了大跨度預應力混凝土剛構橋施工控制技術，并從施工控制主梁線形測量兩方面入手，對如何開展施工質量控制進行討論。在分析中發現，隨著橋梁跨徑的不斷增大，施工質量控制的作用也越來越明顯，為進一步提升施工質量控制能力，施工人員可從以下幾方面尋求突破:(1)加快施工中的自動化控制，通過提高測量準確度，降低數據誤差對施工效果的影響，這也是未來橋梁施工建設的基本發展方向;(2)加快對混凝土材料收縮徐變、溫度變化等對結構應力變化的分析，在條件允許的情況下可開展一系列的數據測量，為后期工程建設提供理論支撐。

［1］董紅峰.大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術［J］.中華民居(交通建設)，2013，(27):380－381.

［2］董文學.大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術探討［J］.中小企業科技與管理(施工技術)，2015，(1):47－48.

［3］晏清，陳建新.大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術［J］.黑龍江交通科技，2014，(12):147－148.