高墩大跨径悬浇梁施工技术控制

蔡进宝

（中交一公局厦门工程有限公司，福建 厦门 361000）

在基础设施建设实践中，高墩大跨径悬浇梁施工的技术要求和难度较高，对相应的施工技术提出了更高要求。当前形势下，有必要立足高墩大跨径悬浇梁施工需求，灵活运用精细化的施工控制方式，全面优化提升其施工总体成效。文章就此展开了探讨。

1 研究背景

高墩大跨径悬浇梁施工过程所遇到的施工控制影响因素具有多样化特征，无论是相关施工技术方法，还是外在地形的限制，均使传统相对有限的施工技术控制模式面临着挑战与考验。近年来，相关主管部门高度重视高墩大跨径悬浇梁施工技术创新与运用，在新材料、新技术的尝试试用等方面制定并实施了系列性的技术规范与行业标准，大大提高了大跨径悬浇梁工程的耐久性、安全性和结构性，在相应工程项目建设领域取得了令人瞩目的现实成就。同时，广大施工单位及技术人员同样在创新大跨径悬浇梁施工技术流程，因地制宜地对传统技术方法进行传承与革新等方面的积极探索，大大改进了大跨径悬浇梁的施工控制成效，有序实现了悬臂系统与锚固结构悬臂施工理念的有机衔接，成效突出。尽管如此，受限于悬臂施工技术方法与过程控制等方面要素影响，当前大跨径悬浇梁施工实践中依旧存在诸多短板，受力状态分析的准确性尚有较大提升空间，动态化与实时化的施工控制模式尚未形成。上述背景下，探讨高墩大跨径悬浇梁施工技术控制的方法路径，对于全面彰显本结构构造的整体现实优势，促进基础设施建设事业发展具有极为深刻的现实意义。

2 大跨径悬浇梁合龙及体系转换分析

2.1 合龙方案和步骤

在大跨径悬浇梁施工中，由于悬臂端较长，需对合龙操作进行专项技术处理，因此合龙段的施工至关重要，对于悬浇梁整体构造质量与效果具有直接影响。一方面，应严格掌握常用的合龙顺序，按照既定合龙施工方案进行依次合龙施工，即先进行边跨合龙，再行次边跨合龙，确保各个合龙步骤衔接一致，并及时拆除临时固结，使悬浇梁合龙施工完成整体体系转换。同时，也可根据大跨径悬浇梁的客观实际环境，循序进行T构合龙，避免多个不同合龙环节的相互干扰与影响。另一方面，应严格控制悬浇梁合龙工序，对临时张拉部分预应力束进行有效约束，排除温度和施工荷载的影响，防止合龙区域出现裂缝。

2.2 合龙段施工及其体系转换分析

在合龙段施工及其体系转换中，应对悬浇梁相关构件的受力状况和位移状况等进行分析校验，以制定更为符合实际的合龙顺序。对大跨径悬浇梁的预应力进行有效控制，将主桥整体细化分为多个不同单元和节点，建立有限元模型。在此基础上，形成多个不同的合龙段施工及其体系转换实施方案，并分别进行分析计算，对合龙段预应力束予以优化处理。为了保障合龙段体系转换的有效性，应严格执行合龙段施工的核心规则方法，准确排除各类可能影响体系转换的潜在因素。

2.3 对各个合龙及体系转换方案的计算分析

从挠度角度、应力角度、主梁弯矩角度等多个方面对合龙及体系转换方案进行计算，从多个角度对方案的可行性、经济性等进行评价分析，以得出最优方案。在挠度角度方面，应重点考量不同合龙段左右两端位移一致，并对最大累计挠度进行校核，将弹性压缩差控制在技术规范允许范围内，防止悬浇梁结构线形影响过大。在应力角度方面，应对应力峰值的出现点位进行识别，防止应力峰值和谷值起伏波动较大而造成的应力失衡失稳问题。在主梁弯矩角度方面，则应对其大致规律进行归纳，掌握弯矩由正到负的变化情况，得出最大和最小弯矩值。

3 高墩大跨径悬浇梁施工技术控制研究

3.1 施工技术控制目标

在当前技术条件下，高墩大跨径悬浇梁的施工过程较长，需要在明确施工技术控制目标的基础上，将施工过程细化分解为多个不同梁段进行浇筑，并经体系转换后形成主体构造。在施工技术控制目标方面，应分别重点做好悬浇梁的线形控制、应力控制和稳定性控制。其中，线形控制应防止桥面出现波浪形变化，以确保桥面的几何形态符合相关技术规范，提高后续行车平稳性；应力控制则可通过预埋传感器的方式对悬浇梁应力状态进行监测，比对分析其应力值和理论值的偏差幅度，及时纠偏，避免应力过大而导致的结构性破坏；稳定性控制则侧重悬臂屈曲稳定，形成完善的结构性监控系统。

3.2 施工技术控制计算

施工技术控制的过程即是对结构参数与指标进行统计分析与处理的过程，应构建基于现代控制理论理念的施工技术控制计算体系，使各项技术参数指标的计算达到最优化，并对闭环控制反馈系统进行预测分析。在施工监控有限元模型计算中，应将大跨径悬浇梁离散成为多个单元和节点，形成平面杆系模型，用以指导施工环节与步骤，并有针对性地抵消梁体的变形影响。同时，应通过卡尔曼滤波法、灰色理论法等修正预测方法，对施工技术控制计算误差进行精准调整，提高控制计算结果的精准度与可信性。

3.3 线形控制

一方面，应进行必要的线形控制测点布置，在高墩大跨径悬浇梁的特定位置设置相应的测试点，对外来应力的横向分布与纵向分布等进行全面控制。在观测点设定后，可通过螺纹钢筋进行固定，并做出相应标识，为实施基准点定时校核创造良好条件。另一方面，应确定立模标高，对不同节段的挠度值进行模拟计算，并以此为依据对计算分析的初始状态进行设定，并得到精确结果。在此过程中，应采用精密水准仪等线形控制仪器进行监测处理，获取不同节段的观测标高。按照对线形进行调整的技术要求，预测最优化的预拱度，建立系统状态方程，实施先验估计和后验估计，获得较为理想的滤波效果。

3.4 应力控制

在应力控制中，同样应对观测点进行有效布置，在高墩大跨径悬浇梁的端部截面、底板截面、顶板截面等处进行应变传感器埋置，防止出现不必要的应力监测控制盲区。通常情况下，应力控制中的传感器应注重布置密度与数量，可通过绑扎方式固定在相应位置钢筋的下方，以防在施工过程中受到施工机械的破坏。对应力控制传感器监测获取到的数据进行准确记录，并导入计算软件平台，形成应力控制数据模型，观察某一参数调整变化对应力控制效果带来的影响。强化对应力监控结果的研判分析，对实测值与理论值进行统计，形成应力图像，把握应力的增减交错状态，确保顶板应力值高于底板应力值。

3.5 施工过程中的受力分析

3.5.1 受力分析对象的确定

通过进行受力分析，可对悬臂浇注的受力状况进行有效控制，对于大跨径悬浇梁的施工安全同样具有积极作用。在当前技术规范约束范围内，施工过程中受力分析的对象应包括悬浇梁高度、跨中梁高度、箱梁顶板高度、梁节段数量等，在进行受力分析的基础上获取彼此之间的关联影响关系。在受力分析中，具体技术参数有混凝土自重、钢材弹性模量、容许挠度、强度设计值等，其中钢材设计指标如表1所示。

表1 钢材设计指标

3.5.2 荷载计算与模型分析

对荷载计算的有关参数进行处理，剔除部分存在明显谬误与偏差的数据，以确保荷载计算的整体效果。在荷载计算中，应注重把握箱梁形状的变化规律，对均布荷载状况进行建模分析，得到数据模型。上述数据模型荷载应囊括导梁和滑梁的混凝土荷载、内滑梁的混凝土荷载、底篮加强纵梁的混凝土荷载、底部普通荷载的混凝土荷载等，只有对这些多元化的荷载类型进行整体构造，才能使最终模型分析数据更为优化可靠。在模板及机械荷载计算中，则应对侧模自重、内模自重、底模自重等进行有限元模拟。在挂篮施工环境下，还需有序释放梁端约束。

3.5.3 计算结果分析

在挂篮底篮系统中，应对最大剪应力出现的具体位置进行约束分析，并与技术条件允许的最大容许剪应力进行对比。对外导梁和外滑梁的计算结果进行分析，对有限元模拟结果进行调整，避免荷载效应的分散化，控制剪应力和弯曲应力失衡失稳。在初步计算结果获得后，应结合大跨径悬浇梁的技术标准等进行校核处理，为施工技术控制方案的形成提供依据，防止大跨径悬浇梁施工方法与策略无据可依。注重混凝土非应力收缩应变影响，提高挠度应力数据与实际数据的吻合度，并对不可控因素制定相应控制方案，提高施工技术控制系统性。

4 提高高墩大跨径悬浇梁施工质量的方法路径探讨

4.1 准确把握大跨径悬浇梁施工原则

在当前大跨径悬浇梁施工中，各类潜在的影响因素趋于多样化，应在统一规范的准则要求下开展施工控制。准确把握大跨径悬浇梁施工原则，确保各个施工模块与施工步骤之间的配合与衔接。将提升大跨径悬浇梁施工的整体构造性为总体目标，合理设定大跨径悬浇梁施工技术参数指标，坚持施工质量与施工效率并举的控制原则，对施工环节进行把控。对施工成效进行动态化监测，拓展与优化大跨径悬浇梁施工链条，对存在的潜在质量隐患，予以专业技术处理。

4.2 有效设计施工组织方案，引入信息化控制方法

施工组织方案在大跨径悬浇梁施工中处于基础性地位，对于保障整个悬浇梁施工过程的平顺性、衔接性具有关键作用。在技术管理方面，施工控制可细化分为方案控制、流程控制、管理控制等，应根据大跨径悬浇梁环境需求，明确大跨径悬浇梁施工资源要素的布局与分配。现代信息化技术的快速发展，为大跨径悬浇梁施工技术控制提供了更为丰富的技术手段，应积极运用信息技术，以大跨径悬浇梁受力体系为主要对象，搭建基于计算机技术的施工控制平台，将大跨径悬浇梁影响要素进行集中统一管理，实现可视化的受力状态评价。

4.3 强化施工技术的安全控制

在大跨径悬浇梁具体的施工安全管理中，应积极采用现代多元化的施工技术工艺方法，将现代施工管理理念融入大跨径悬浇梁安全管理全过程，确保做好相应的技术交底工作，全面详细地注明施工过程中的关键操作方法与安全风控要求。对于大跨径悬浇梁特殊岗位工作人员，应在接受过安全强化培训之后再行持证上岗，确保其具体操作技术与操作过程的安全性，尤其是涉及到高空作业和特种机械设备时，更要突出安全技能的核心价值。对不安全因素进行全面分析，并将具体的分析结果编入到实际的施工安全组织设计中，确保大跨径悬浇梁施工技术控制全程安全。

4.4 科学评定大跨径悬浇梁施工控制成效

选择最具代表性特征的参数指标，构建具有针对性、差异性、体系性的大跨径悬浇梁施工控制成效评定体系，对大跨径悬浇梁施工的阶段性成效进行科学评定，全面掌握大跨径悬浇梁施工短板。在大跨径悬浇梁施工成效评定中，应避免人为主观意识的盲目干预，确保最终评定结果可信可靠。根据大跨径悬浇梁环境及技术规范的实际要求，对施工效果进行动态化检验，防止各类不确定性因素的干涉，防止因施工机械设备故障而导致的施工缺陷问题。强化大跨径悬浇梁施工评定结果的有效运用，将其作为调整优化大跨径悬浇梁构造体系的参考。

5 结语

综上所述，受传统固化施工模式的束缚，当前高墩大跨径悬浇梁施工实践中依旧存在诸多薄弱环节，不利于实现更高质量的施工控制效果。因此，技术人员应立足实际，创新高墩大跨径悬浇梁施工理念，充分整合悬浇梁施工的各项技术资源，强化对各类数据参数的校核分析，引入信息化的施工技术控制体系，精准有效排除各类潜在质量与安全隐患，为提高悬浇梁施工质量奠定基础，不断开辟现代基础设施建设新局面。