预应力现浇连续梁桥施工控制的实践路径及施工技术解析

张永

摘要：预应力混凝土梁桥具有结构自重小，跨度大的特点，所以，已经被广泛的运用于公路，铁路及城市立交等大型工程当中。预应力作为预应力混凝土梁桥的主要受力体系，关系到桥梁的使用安全及使用寿命。文章结合桥梁施工控制需要，探讨了大跨度连续梁桥施工控制的理论方法及监控工作流程，为连续梁施工控制提供一些经验，保证工程的顺利进行。

关键词：预应力混凝土 连续梁桥 控制

桥梁施工控制是以现代控制论为理论基础，为满足现代桥梁建设需要而发展起来的。为保证大桥的顺利合龙、整体线形以及成桥内力满足设计要求，必须做好施工控制工作。在近几年，预应力混凝土连续梁桥得到了广泛的应用，对其进行施工控制的研究也具有重要的现实意义。

1、预应力混凝土连续梁桥施工控制的原理

连续梁桥是超静定结构，成桥后理想的几何线形和合理的内力状态不仅与设计有关，还依赖于科学合理的施工方法，尤其依赖施工过程中对高程、应力的正确控制。对于悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来说，施工控制就是根据施工监控所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定每个悬臂浇筑阶段的立模标高并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证成桥后桥面线形、合龙段两悬臂标高的相对偏差不大于规定值，结构内力状态符合设计要求。

在连续梁桥预应力混凝土施工的过程中，施工控制就是根据监测施工现场而得到的数据进行分析，并且计算出悬臂的高度，这样就可以在一定程度上消除一些人工带来的误差，也可以对误差进行分析，以便减小失误，从而确保桥梁建成后有较好的线形，以保证桥梁的平稳。为连续梁桥施工控制流程，要想做好连续梁桥预应力混凝土的施工控制，应该严格按照此流程来进行。同时，在施工现场对桥梁的施工进行监测，并且对桥梁各个方面的数据进行研究分析，找出其中可能存在的问题，然后找出解决的方法是重要的内容。当然，桥梁设计的时候，应当对其模型进行不断地修正，不能让任何数据超出限制。

2、当前常见的施工方法

2.1就地浇筑施工

就地浇筑施工是一种古老的施工方法，它是在支架上安装模板、绑扎及安装钢筋骨架、预留孔道、并在现场浇筑混凝土与施加预应力的施工方法。由于施工需用大量的模板支架，一般仅在小跨径桥或交通不便的边远地区采用。随着桥梁结构型式的发展，出现了一些变宽的异型桥跨、弯桥等复雜的混凝土结构，又由于近年来临时钢构件和万能杆件系统的大量应用，在其他施工方法都比较困难或经过比较施工方便、费用较低时，也有在中、大桥梁中采用就地浇筑的施工方法。

2.2悬臂施工

悬臂施工法是在已建成的桥墩上，沿桥梁跨径方向对称逐段施工的方法。它不仅在施工期间不影响桥下通航或行车，同时密切配合设计和施工的要求，充分利用了预应力混凝土承受负弯矩能力强的特点，将跨中正弯矩转移为支点负弯矩，提高了桥梁的跨越能力。采用悬臂施工时，结构的受力状态呈T型刚构，边跨合拢就位、更换支座后呈单悬臂梁，跨中合拢后呈连续梁的受力状态。结构上的预应力配置必须与施工受力相一致。

2.3逐孔施土

逐孔施工法从桥梁一端开始，采用一套施工设备或1、2孔施工支架逐孔施工，周期循环，直到全部完成。它使施工单一标准化、工作周期化，并最大程度地减少了工费比例，降低了工程造价。逐孔施工的体系转换有三种：由简支梁状态转换为连续状态，由悬臂梁转换为连续梁以及由少跨连续梁逐孔伸延转换为所要求的体系。在体系转换中，不同的转换途径将得到不同的内力叠加过程，而最终的恒载内力将向着现浇连续梁桥按照全联一次完成的恒载内力靠近。

3、预应力现浇连续梁桥施工控制的原则

桥梁施工控制的实质就是使施工按照预定的理想状态顺利推进。但实际上不论是理论分析得到的理想状态，还是实际施工都存在误差，因此施工控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，从而对结构未来状态作出预测。

3.1施工控制技术

（1）参数识别。参数识别就是在施工过程中对设计参数进行修正。具体可分为两步：第一步是对可直接测试的参数如箱梁的截面尺寸、挂篮的挠度、立模标高、实际工况等在每段箱梁施工前进行测试，以提前获得一组较接近实际情况的结构参数，从而对设计数据进行修正，为计算出更为接近实际情况的设计理想状态数据提供条件；第二步是对难以用仪器直接进行现场测试的参数，可根据施工过程中结构行为变化如梁段标高的变化量来进行参数识别。

（2）预测与控制。根据目前结构的实测参数及识别参数预测未来施工梁段的相应参数，并根据这些参数的变化分析结构线型和内力的变化。建立完善、精确的观测系统，正确、合理的结构分析系统及反馈控制分析系统，以实现对结构行为的预测与控制。

（3）观测系统。观测系统就是对结构行为进行测量和测试的系统，观测包括两个方面：一是测量结构位置和变化，如箱梁的标高和平面坐标，墩身的偏位等；二是通过预埋元件测试结构的内力，如硅、预应力筋的应力等。这不但为施工提供有关数据，也为结构预测分析提供实际数据，使控制更为有效。

3.2施工监测

用精密水准仪测量主梁在每个工况下的挠度，并与理论值进行对比。每个悬臂浇筑梁段的前端顶面作为主梁标高控制测点，在断面上布三个点，分别布置在梁段前端顶面的两侧和断面中心处，距箱梁最前沿约10cm的距离。硅达到强度前，该测点临时布置在挂篮模板相应位置处，并在梁顶测点外预埋好测点标志，测定该测点标志与挂篮上临时测点间的高差，待硅达到一定强度后，以后的测量就全部转移至梁顶测点上。挂篮上的临时测点也是确定立模标高的测点。断面中心测点同时也作为主梁轴线偏位的测点。

3.3施工控制的结构计算方法

3.3.1前进分析法

这种计算方法主要是按施工次序来进行的。通过这种方法，我们可以清楚直观地看连续桥梁结构的整个施工过程。在对桥梁结构进行设计的时候要对各个梁段的受力情况进行分析，要计算出各个梁段的内力，以预测桥梁的承重能力。当然，采用这种方法计算得出的数据还能为桥梁整体结构的设计及施工提供一定的理论依据。

3.3.2倒退分析法

前进分析法按施工的顺序来进行，而倒退分析法可以说是前种方法的逆过程，虽然前种方法能够分析出各个梁段的受力情况，但是，在遇到桥梁结构节点变化时，使用这种前进分析法就不能使最终的结构线形满足设计要求。因此，在施工过程中，对线形的控制采用倒退分析法进行计算将更为合适。由于实际施工中总会存在一定的线形误差，而这些误差对桥梁结构的强度、刚度影响较大，因此，倒退分析法可以对此种情况起到一定的预测作用。

4、结语

目前，预应力混凝土连续梁桥一般采用悬臂法施工，为了确保桥梁施工过程中的安全、使成桥后的结构线形及应力符合设计要求以及连续梁桥结构在营运阶段的安全，对桥梁的施工控制技术研究是很有必要的。认真的总结施工中存在的问题，不断完善预应力混凝土连续梁桥的施工控制措施，是具有一定的工程实用价值的。

参考文献

[1]夏伟.连续梁桥预应力混凝土施工监控研究[D].郑州大学，2011

[2]杨涛.大跨径连续梁桥施工控制[D].武汉理工大学，2009

[3]梁永平.连续梁桥施工线形控制中测量问题研究[D].兰州交通大学，2012