鐵路橋梁施工控制技術研究

王朝暉

（北京鐵路局北京高鐵工務段，北京100071）

鐵路橋梁施工控制技術研究

王朝暉

（北京鐵路局北京高鐵工務段，北京100071）

對于鐵路橋梁工程，特別是連續梁橋來說，由于其能夠很好滿足行車穩定的條件，在鐵路建設過程中應用越來越廣泛，但由于連續梁的自身特點，對施工技術和施工質量要求比較嚴格，在施工過程中必須進行有效的施工控制。本文通過對連續梁橋施工控制方法的研究，特別是連續梁橋的施工控制特點進行分析，對一座鐵路連續梁橋進行施工控制，結果表明，施工控制能夠有效提高連續梁橋的施工質量，使得主梁順利合攏且梁體平順。

連續梁橋；施工控制；梁體線形

在近年來，隨著我國經濟建設的快速發展，鐵路建設也得到了快速發展，為了滿足行駛安全平穩，橋梁結構，特別是預應力混凝土連續梁橋由于剛度好、變形小、行車平順等原因，在鐵路建設中所占的比例也越來越大。但是橋梁結構的施工難度一般較大，對施工技術和施工質量的要求也較高，在施工過程中的要求也比較嚴格。

在鐵路橋梁的施工過程中，橋梁結構的施工技術和施工方式對結構的最終成橋質量有著重要的影響。橋梁結構是交通工程中的關鍵樞紐部位，出現故障后會對交通產生一系列的難以估量的損失，所以橋梁結構的施工控制在橋梁建設中的作用是必不可少的，必須引起足夠的重視。

目前，連續梁的的施工多采用懸臂澆筑施工，在施工過程中，存在很多的不確定的因素影響著梁體的質量，主梁從開始懸臂施工到成橋需要經歷一個復雜的過程，結構的內力和變形在施工過程中隨著溫度、方案、荷載等的變動存在較大的不確定的變化，為了確保連續梁橋結構的施工水平，在施工過程中必須對施工技術與質量進行有效的控制。

1　連續梁的施工控制方法研究

1.1施工控制內容和過程

通過建立的監控計算體系對施工過程中的每個施工階段的應力和位移的控制參數進行計算分析，計算理論狀態下的控制目標值，使得實際每個施工階段的控制參數等同或接近于理論值，如果差異較大，則在下一個施工階段采取一定的修正措施，保證成橋后實際橋梁控制值在目標值允許的誤差范圍內。

在施工過程中，控制的過程主要如下，確定初始狀態和建立計算模型，底計算參數進行分析調整，進行正裝計算或倒裝計算進行結構分析，施工階段前的預測，施工后校核分析，識別系統誤差并采取有效措施消除誤差。

1.2施工控制方法

連續梁橋的施工控制一般包括兩部分內容：變形控制和內力控制。對于連續梁橋來說，由于在施工過程中已經建成的塊段可調整的余地很小或者無調整余地，對于結構的特點和施工的特點，主要采用預測控制的方法進行控制，全面考慮影響結構的各種因素和施工要求達到的目標，對每一個塊段完成前后的狀態進行預測，由于預測狀態與實際誤差存在誤差，對誤差產生的影響在后續的塊段狀態預測中予以循環考慮，直到施工完成的結構狀態與設計狀態在規定的誤差范圍內。

1.3連續梁橋施工控制特點

連續梁橋在懸臂施工階段結構是靜定的，在合攏過程中施加預重，使得成橋狀態等同或接近設計狀態。主要控制目標是主梁線形，其特點是已完成無法調整，未澆筑塊段只與正裝分析計算有關，所以，對參數的估計和計算模型的修正顯得特別重要，當實測狀態與計算結果不同時，應當修正計算模型參數，重新計算各個階段的理論狀態，進過反復的參數識別，使得模型計算與實際基本一致，在此基礎上對對橋梁結構進行更好的控制。

施工控制的流程為：施工→量測→識別→修正→預告→施工的循環過程，使得施工按照預定的狀態順利推進。

2　施工控制在連續梁橋中的應用

以某（40+64+64+40）m連續梁橋為例，梁體為單箱單室、變高度、變截面箱梁，梁體全長209.2m。梁高按圓曲線變化，圓曲線半徑R=206.212m，采用掛籃懸臂施工方式施工。為保證合攏前兩懸臂端豎向撓度的偏差不超過容許范圍，對該橋橋梁進行施工控制。梁體結構如圖1所示。

圖1　（40+64+64+40）m連續梁橋上部結構圖

施工控制采用階段施工圖紙為依據，依據圖紙中反映的梁體幾何參數運用橋梁博士有限元軟件進行建模，將結構簡化為平面結構，不考慮樁基的作用，將每個施工塊段簡化為梁單元，采用主從耦合關系對不同施工階段的臨時支座和固定支座進行模擬。

在主梁的每個施工塊段端部布置撓度觀測點，在塊段施工前、后對梁體的位移進行觀測，和有限元軟件計算的梁體位移對比分析，循環修正有限元模型計算參數和未澆筑塊段的梁體施工控制參數。在施工過程中進行施工控制，梁體順利合攏，且合攏誤差都在規范允許范圍內。

懸臂段最后一個施工段8#段預應力張拉后梁體線形模型計算和實際測量對比圖如圖2所示。主梁合攏后模型計算和實際測量對比圖如圖3所示。

圖3　主梁合攏后梁體線形對比圖

全橋預應力張拉成橋后梁體線形模型計算和實際測量對比圖如圖4所示。二期恒載上橋后模型計算和實際測量對比圖如圖5所示。

圖4　全部預應力張拉后梁體線形對比圖

圖5　二期上橋后梁體線形對比圖

按照施工控制方法在連續梁施工過程中進行施工控制，使連續梁橋順利合攏，合攏誤差在允許范圍內，施工控制方法能夠有效控制連續梁在施工過程中的梁體線形。

3　結語

通過對連續梁橋施工過程中的控制特點進行分析，在這類橋梁的施工控制中，以控制主梁線形為主，通過對施工控制方法和過程的研究，對實際橋梁施工過程中的梁體線形進行控制，建立有限元模型，在施工過程中根據控制監測的實際數據對模型進行修正，對后一個施工塊段狀態進行分析預測，使得成橋后的梁體狀態與設計的梁體狀態相互吻合。建立了一個合理的觀測測量系統，對橋梁施工過程中的關鍵部位進行監測控制，對橋梁施工階段的監測時間和監測項目進行探討分析。達到了施工過程中對橋梁結構進行合理施工控制的目的。為橋梁結構的施工控制提供了有效的參考依據。

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