懸臂澆筑大跨度預應力混凝土連續梁橋施工控制的研究

羅應芬

摘 要：橋梁工程一直是我國道路交通方面的重要工程，到目前為止最常用的施工方式之一就是懸臂澆筑法。與此同時，為了確保工程質量，各企業紛紛開始重視起橋梁的施工控制工作，本文主要對懸臂澆筑大跨度預應力混凝土連續梁橋施工控制進行了研究，對其中的關鍵性技術進行了詳細說明，希望能夠為業內同仁提供有效參考。

關鍵詞：懸臂澆筑;大跨度;預應力;混凝土;連續橋梁;施工控制

中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A

0 引言

大跨度預應力橋梁，由于預應力的存在使得其結構方式得到提升。橋梁施工控制技術使得預應力橋梁充分發揮了高強度材料的特性，提高了混凝土的抗裂性，提高了跨越能力，結構也更輕，這些優勢使得預應力橋梁結構廣泛應用于我國橋梁的基礎設施建設。如今我國的大跨度預應力橋梁的建設規模不斷擴大，數量不斷增加，因此總結橋梁工程的工程經驗，對橋梁施工控制技術進行總結和提煉，對于指導我國大跨度預應力混凝土橋梁的建設有著重要的意義。

1 工程概況

本文涉及工程位于某省，橋梁東西岸均設置有鄉村水泥公路。該橋梁主橋上部結構為四跨一聯分離式雙幅預應力混凝土變截面連續箱梁。主橋上部構造所采用的應力形式為三向預應力。為了提高成橋質量，在開展實際施工的過程中應用了較為嚴格的線形監控技術進行施工監控。

2 大跨徑連續橋橋施工監控方法

2.1 預測控制法

預測控制法適用于各種結構形式的橋梁施工監控。應用該方法時，應根據具體的設計要求對可能會影響橋梁結構的條件或者因素進行分析，預測下一節段主梁會發生的應力變化及位移情況，然后針對性地采取相應的方法來控制實際施工過程。對于任何工程來說，理論值和實測值之間都會存在一定的誤差，如果在預測未施工節段的預應力以及高程大小時將這些誤差所造成的影響考慮進去，那么可以降低誤差對實際施工所造成的影響。每完成一個施工階段的施工后對下一階段的施工狀態進行預測，將設計橋型當作橋梁設計和施工的最終目標，得出最為合理的預拱度，這也是預測控制法最為關鍵的內容[1]。

2.2 自適應控制法

在橋梁項目實際施工的過程中，如果橋梁的應力和位移擾度的理論值和實測值之間存在一定的誤差，需要根據橋梁當前的實際施工情況重新確定建模的參數。完成參數的調整和確定后，通過軟件計算出各個施工階段的應力值及線形值，然后對理論值和實測值進行對比分析，再通過不斷地調整將實際狀態和理論狀態之間的誤差控制在合理范圍內。參數識別是自適應控制法應用的關鍵內容，如果實測值和理論值之間出現誤差，那么需要對誤差進行具體地分析并應用參數估計準則反算出模型參數的誤差。通常來說，應用范圍最為廣泛的參數估算準則有最小二乘準則、神經網絡法及色理論預測法等，其中最小二乘法計算較為簡便，精度可達到具體的要求。

3 懸臂施工期間的誤差預測與影響因素

3.1 誤差預測的重要性

在懸臂澆筑施工期間，其實測值與計算值存在的誤差均可以通過施工控制技術進行預測或者是調整，但是在下一階段施工時，經過調整的數值可能會再次出現偏差，這樣極有可能對項目整體的穩定性造成影響。因此，這就需要施工人員能夠在完成現階段的施工以后，對下一階段的誤差值進行分析，同時采取相應的應對措施，從而實現有效的施工控制。

3.2 導致誤差的因素

首先是橋梁的結構參數方面，這是施工過程中需要著重注意的一個問題，同時也是導致誤差產生的因素之一。通過結構參數施工人員能夠判斷下一步的施工方向，如果實際參數與理想參數之間的差距較大，那么勢必會導致工程的安全性受到影響。其次是建筑材料的彈性模量，對通常遇到的超靜定結構來講，彈性模量對結構分析結果影響更大，但施工成品構件的彈性模量總與設計采用值有一定的差別。因此需要及時進行調整。最后是材料的熱膨脹系數，材料的膨脹系數如果超出了標準范圍，將會對橋梁結構造成極為嚴重地影響，因此熱膨脹系數是否標準也成為了施工控制中的重點。

4 大跨度預應力混凝土連續梁橋施工控制研究

在開展預應力混凝土連續梁橋實際施工的過程中，對稱懸臂澆筑法是最為常見的施工方法，但是該施工方法在應用過程中會受到多種因素的影響，使得橋梁結構的內力以及位移會發生較為復雜的變化。為了保證連續鋼構橋的成橋質量和提高施工過程中的安全性，對施工監控進行研究和分析是十分有必要的。

4.1 Kalman 濾波法

卡爾曼（Kalman）濾波法最早是由西方學者提出來的，其在將狀態空間概念引入的情況下將信號過程作為白噪聲作用下的線性系統輸出，同時能夠通過狀態方程將其表述出來。基于此種情況，表述信號期間，在標量隨機過程的同時，響亮也處于隨機過程當中。與此同時，還要考慮這一狀態下計算機的運行情況，解決濾波估計問題。在大跨度橋梁施工中，由于其結構狀態往往通過離散數據序列方式的應用進行表示而不是連續表示，對此，在目前大跨度橋梁施工中，更多的是對離散線性 Kalman 濾波方式進行應用。

4.2 線形回歸分析法

在大跨度橋梁施工控制期間，需要對其懸臂梁撓度以及懸臂長度、重量進行一元線形回歸性分析，然后根據實際數據構建模型，對其變化規律進行深度分析，這是目前我國在橋梁施工期間較為常用的一種施工控制方式，能夠在一定程度上確保橋梁工程的安全性與穩定性。

4.3 預測控制法

預測控制指的是在施工期間對每個步驟進行有效的預測，結合設計標準對橋梁的承載能力以及結構進行預測控制，從而確保施工的每一個步驟都處于可控范圍內。此種控制方式的不確定性較強，會受到外界因素的影響，因此只能作為一種輔助性的措施，不能對工程整體施工進行控制。

4.4 自適應性控制法

在實現閉環控制的前提下，對設備的理想運行數值與實際運行數值進行對比，如果其偏差超過了標準范圍，那么需要施工人員及時對其進行修整，這樣才能夠確保工程能夠順利進行。自適應性控制法多用于結構復雜的橋梁施工中，能夠極大限度的提升工程的安全性。

5 施工過程分析及實際運行情況

5.1 施工全過程的結構分析

通過對項目施工過程中各個狀態的數據參數和理論參數進行對比分析，更好地預測和反饋項目實際的施工過程。本文涉及項目上部結構施工階段計算的過程是按照具體的施工順序以及橋梁段的劃分情況進行計算的。

5.2 施工監控的實際運行情況

在開展本文涉及項目施工的過程中左右幅同步施工。在計算和修整的過程中應用到了立模標高計算與實際測量修正控制方法，該橋梁項目立模標高比設計標高需高1 cm左右。完成梁段張拉施工后需對實際測量值和理論值進行對比分析，盡量控制下撓不超過2 cm，為后續的施工夯實基礎。

6 結束語

綜上所述，在建造大跨度預應力混凝土連續梁橋施工期間，為了確保工程的安全性與穩定性，需要工作人員在工程開始前進行全面的實地勘察，確保施工區域內的環境以及地質條件滿足設備的使用需求。盡管現今我國大跨度預應力混凝土連續梁橋懸臂的施工技術已經逐漸趨近于成熟，但是在實際應用期間仍舊存在較大的發展空間，需要不斷的對其進行完善，這樣才能夠推動我國梁橋工程的發展。

參考文獻：

[1]肖杰.大跨度預應力混凝土連續梁橋懸臂施工控制及溫度效應研究[D].西南交通大學，2017.