高速铁路大跨度连续梁拱桥梁施工控制技术研究

王旭

摘 要：现代大跨度桥梁结构形式与功能日趋复杂，在施工控制技术优化环节，应结合详细理论及施工跟踪测试，制定相应的施工控制措施，保证达到预期目标成桥状态。本文通过介绍高速铁路桥梁施工控制技术的研究目的，探究高速铁路大跨度连续梁拱桥梁施工控制技术，希望能够为同类桥梁施工项目提供参考。

关键词：高速铁路;大跨度连续梁;桥梁施工

引言：

高速铁路大跨度连续梁拱桥梁施工控制工作中，重点在于动力特性及整体刚度的标准制定，过程中要注意风致振动对桥梁弯扭耦合颤振稳定性的影响效果。随着现代桥梁现场施工的不断深入，针对桥梁控制特殊结构施工已经对桥梁工期造成制约，常规施工方案无法满足其项目要求，需要革新施工控制技术。

一、高速铁路桥梁施工控制技术研究目的

绝大多数高速铁路桥梁的使用场所为室外露天场所，容易受到外部自然条件的影响，大风、暴雨、暴雪等恶劣天气，以及地震等自然灾害，都可能会对高速铁路桥梁造成一定损伤，存在一定安全隐患。要改善桥梁的抗风性能，应尽量降低桥梁强迫共振的发生概率，利用气动措施、机械措施、结构措施等技术手段，避免因结构疲劳减少桥梁使用寿命，保证桥上行车安全。高铁桥梁的结构动力效应大，需要满足旅客的舒適度要求，对桥上轨道平顺性要求高，但由于高速铁路采用全封闭行车模式，行车密度大，桥梁比例大、数量多，天窗时间短，维修养护时间少。因此，施工环节增强梁体质量，重视构造细节的处理，在运营过程中加强检查养护，才能够有效延长桥梁使用时间，发挥其最大价值。现代高速铁路多采用“先梁后拱”的施工模式，即搭设支架、现浇混凝土、张拉系梁预应力、搭设支架、张拉桥梁。这种“先梁后拱”的施工工艺较为成熟，具有施工时间短、桥体质量高的优点[1]。

二、高速铁路大跨度连续梁拱桥梁施工控制技术应用方案

（一）梁体预应力控制

梁体预应力控制是高速铁路大跨度连续梁拱桥梁施工中的重要项目，在预应力筋张拉前，应根据实测锚圈口及喇叭口和管道的摩阻损失，进行相应的预应力调整，结合已知的预应力筋弹性模量和管道摩阻系数，对其伸长量进行重新计算。可以使用与锚具匹配的千斤顶及油泵进行标定，注意张拉环节梁体对称、平衡，进行预应力及伸长量核算。通过研究表明，桥梁刚度与桥梁动力稳定性有较大关系，高速铁路大跨度连续梁拱桥梁施工中，其竖向刚度较强，且对于动力稳定性存在一定的提升作用。一般来说，预应力粗钢筋较短，其伸长值也存在一定限制，进行锚固螺母锁紧施工时，经常因中心对位失误造成粗钢筋伸长量回缩。因此，为保障其张拉质量，应对精轧螺纹钢筋进行复拉施工，并在张拉完成后进行锚固，保证不同节段之间的张拉效果，发挥其预应力控制效果。

（二）桥梁受力控制设计

高速铁路大跨度连续梁拱桥梁施工设计环节，重点注意超限荷载所产生的影响，保证整体结构的内力、桥梁索力、加劲梁挠度等关键指标符合整体施工标准，才能提高桥梁的安全性。设计环节可以通过对桥梁的内力索力来进行桥面调整，优化整体桥梁受力状态，避免传统项目设计中通过主缆进行受力调整的复杂性，简化设计操作流程。进行内力计算时可以将梁线与相关部件的受力情况考虑进去，完成桥梁下值计算。针对高速铁路大跨度连续梁的特点，桥梁设计时可以选择桥梁张拉与索力双控相配合的方式，将桥梁位移为主要内容，明确索力目标值，在桥梁张拉完成后，进行主梁施工标高作业设计。过程中对于千斤顶的使用、标高范围、桥梁最大张拉力范围都要做出相应规定，保证设计效果方便进行质量控制。可以采用交替张拉法进行不同桥梁的轮次张拉，并将对称张拉作为核心设计原则，适度调整拉杆来优化张拉空间，以及下拉杆的连接套筒更换设计方案。桥梁内力设计是高速铁路大跨度连续梁拱桥梁施工控制技术的关键部分，它不仅与桥梁直接受力情况有关，还会影响整个桥梁的主梁受力。进行工程设计环节，要合理估算桥梁内力的有效施工误差范围，保证桥梁施工的线性要求及安全质量。

（三）桥梁主体设计优化

高速铁路大跨度连续梁拱桥梁施工控制技术设计内容，主要包括自身结构及适应力的变形控制，桥梁主体在施工成桥状态下能够平衡荷载力，长时间的使用过程中，外界环境中的温差变化、日照强度、混泥土徐变都可能使得主体逐渐产生位移。在桥梁主体设计环节，要采取有效的方案降低这部分影响力，尤其对于桥梁顶部控制结构的应力状态设计。可以设计一个主体偏离监控方案，在桥梁塔顶上建立观测点，借助高精准度仪器定期进行桥梁位移情况测定。设计环节要充分考虑到环境因素对于主体形变测量的影响，将位移监测工作设计在日出前进行，并且选择多种天气状态进行不定期观察，从而保障高速铁路大跨度连续梁设计施工完成后的使用效果。在高速铁路大跨度连续梁施工环节，施工单位要根据现场环境情况，对施工作业进度进行统筹安排，在浇筑工作完成后，还要拆解临时支座，做好风险预防工作，避免因拆解工作对整个工程质量造成不良影响。桥梁荷载要求考虑进主体设计环节，基于主体实际应力与设计理论值会存在一定的差异性，不能完全满足误差参数识别要求，因此要优化主体控制应力的变化情况，可以在单个塔柱的底部及顶端位置布置应变传感元件[2]。

结论：

不同特殊结构桥梁需要根据边界条件的不同，匹配相应的施工控制技术，这为高速铁路大跨度连续梁拱桥梁施工提供了新的作业思路。其技术核心在于保障连续梁的线形和预应力满足施工环节及成桥开通时的荷载要求，并对同类桥梁施工作业提供借鉴。

参考文献：

[1]崔明珠，殷永高，任伟新.基于挠度理论的连续梁与悬索组合桥梁结构静力计算[J].土木工程学报，2020，53（12）：106-113.

[2]王雪乾.基于托架法的连续梁边跨现浇施工技术在高墩桥梁工程中的应用[J].浙江水利水电学院学报，2020，32（04）：45-48.