悬臂浇筑大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制的研究

罗应芬

摘 要：桥梁工程一直是我国道路交通方面的重要工程，到目前为止最常用的施工方式之一就是悬臂浇筑法。与此同时，为了确保工程质量，各企业纷纷开始重视起桥梁的施工控制工作，本文主要对悬臂浇筑大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制进行了研究，对其中的关键性技术进行了详细说明，希望能够为业内同仁提供有效参考。

关键词：悬臂浇筑;大跨度;预应力;混凝土;连续桥梁;施工控制

中图分类号：U445.4 文献标识码：A

0 引言

大跨度预应力桥梁，由于预应力的存在使得其结构方式得到提升。桥梁施工控制技术使得预应力桥梁充分发挥了高强度材料的特性，提高了混凝土的抗裂性，提高了跨越能力，结构也更轻，这些优势使得预应力桥梁结构广泛应用于我国桥梁的基础设施建设。如今我国的大跨度预应力桥梁的建设规模不断扩大，数量不断增加，因此总结桥梁工程的工程经验，对桥梁施工控制技术进行总结和提炼，对于指导我国大跨度预应力混凝土桥梁的建设有着重要的意义。

1 工程概况

本文涉及工程位于某省，桥梁东西岸均设置有乡村水泥公路。该桥梁主桥上部结构为四跨一联分离式双幅预应力混凝土变截面连续箱梁。主桥上部构造所采用的应力形式为三向预应力。为了提高成桥质量，在开展实际施工的过程中应用了较为严格的线形监控技术进行施工监控。

2 大跨径连续桥桥施工监控方法

2.1 预测控制法

预测控制法适用于各种结构形式的桥梁施工监控。应用该方法时，应根据具体的设计要求对可能会影响桥梁结构的条件或者因素进行分析，预测下一节段主梁会发生的应力变化及位移情况，然后针对性地采取相应的方法来控制实际施工过程。对于任何工程来说，理论值和实测值之间都会存在一定的误差，如果在预测未施工节段的预应力以及高程大小时将这些误差所造成的影响考虑进去，那么可以降低误差对实际施工所造成的影响。每完成一个施工阶段的施工后对下一阶段的施工状态进行预测，将设计桥型当作桥梁设计和施工的最终目标，得出最为合理的预拱度，这也是预测控制法最为关键的内容[1]。

2.2 自适应控制法

在桥梁项目实际施工的过程中，如果桥梁的应力和位移扰度的理论值和实测值之间存在一定的误差，需要根据桥梁当前的实际施工情况重新确定建模的参数。完成参数的调整和确定后，通过软件计算出各个施工阶段的应力值及线形值，然后对理论值和实测值进行对比分析，再通过不断地调整将实际状态和理论状态之间的误差控制在合理范围内。参数识别是自适应控制法应用的关键内容，如果实测值和理论值之间出现误差，那么需要对误差进行具体地分析并应用参数估计准则反算出模型参数的误差。通常来说，应用范围最为广泛的参数估算准则有最小二乘准则、神经网络法及色理论预测法等，其中最小二乘法计算较为简便，精度可达到具体的要求。

3 悬臂施工期间的误差预测与影响因素

3.1 误差预测的重要性

在悬臂浇筑施工期间，其实测值与计算值存在的误差均可以通过施工控制技术进行预测或者是调整，但是在下一阶段施工时，经过调整的数值可能会再次出现偏差，这样极有可能对项目整体的稳定性造成影响。因此，这就需要施工人员能够在完成现阶段的施工以后，对下一阶段的误差值进行分析，同时采取相应的应对措施，从而实现有效的施工控制。

3.2 导致误差的因素

首先是桥梁的结构参数方面，这是施工过程中需要着重注意的一个问题，同时也是导致误差产生的因素之一。通过结构参数施工人员能够判断下一步的施工方向，如果实际参数与理想参数之间的差距较大，那么势必会导致工程的安全性受到影响。其次是建筑材料的弹性模量，对通常遇到的超静定结构来讲，弹性模量对结构分析结果影响更大，但施工成品构件的弹性模量总与设计采用值有一定的差别。因此需要及时进行调整。最后是材料的热膨胀系数，材料的膨胀系数如果超出了标准范围，将会对桥梁结构造成极为严重地影响，因此热膨胀系数是否标准也成为了施工控制中的重点。

4 大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制研究

在开展预应力混凝土连续梁桥实际施工的过程中，对称悬臂浇筑法是最为常见的施工方法，但是该施工方法在应用过程中会受到多种因素的影响，使得桥梁结构的内力以及位移会发生较为复杂的变化。为了保证连续钢构桥的成桥质量和提高施工过程中的安全性，对施工监控进行研究和分析是十分有必要的。

4.1 Kalman 滤波法

卡尔曼（Kalman）滤波法最早是由西方学者提出来的，其在将状态空间概念引入的情况下将信号过程作为白噪声作用下的线性系统输出，同时能够通过状态方程将其表述出来。基于此种情况，表述信号期间，在标量随机过程的同时，响亮也处于随机过程当中。与此同时，还要考虑这一状态下计算机的运行情况，解决滤波估计问题。在大跨度桥梁施工中，由于其结构状态往往通过离散数据序列方式的应用进行表示而不是连续表示，对此，在目前大跨度桥梁施工中，更多的是对离散线性 Kalman 滤波方式进行应用。

4.2 线形回归分析法

在大跨度桥梁施工控制期间，需要对其悬臂梁挠度以及悬臂长度、重量进行一元线形回归性分析，然后根据实际数据构建模型，对其变化规律进行深度分析，这是目前我国在桥梁施工期间较为常用的一种施工控制方式，能够在一定程度上确保桥梁工程的安全性与稳定性。

4.3 预测控制法

预测控制指的是在施工期间对每个步骤进行有效的预测，结合设计标准对桥梁的承载能力以及结构进行预测控制，从而确保施工的每一个步骤都处于可控范围内。此种控制方式的不确定性较强，会受到外界因素的影响，因此只能作为一种辅助性的措施，不能对工程整体施工进行控制。

4.4 自适应性控制法

在实现闭环控制的前提下，对设备的理想运行数值与实际运行数值进行对比，如果其偏差超过了标准范围，那么需要施工人员及时对其进行修整，这样才能够确保工程能够顺利进行。自适应性控制法多用于结构复杂的桥梁施工中，能够极大限度的提升工程的安全性。

5 施工过程分析及实际运行情况

5.1 施工全过程的结构分析

通过对项目施工过程中各个状态的数据参数和理论参数进行对比分析，更好地预测和反馈项目实际的施工过程。本文涉及项目上部结构施工阶段计算的過程是按照具体的施工顺序以及桥梁段的划分情况进行计算的。

5.2 施工监控的实际运行情况

在开展本文涉及项目施工的过程中左右幅同步施工。在计算和修整的过程中应用到了立模标高计算与实际测量修正控制方法，该桥梁项目立模标高比设计标高需高1 cm左右。完成梁段张拉施工后需对实际测量值和理论值进行对比分析，尽量控制下挠不超过2 cm，为后续的施工夯实基础。

6 结束语

综上所述，在建造大跨度预应力混凝土连续梁桥施工期间，为了确保工程的安全性与稳定性，需要工作人员在工程开始前进行全面的实地勘察，确保施工区域内的环境以及地质条件满足设备的使用需求。尽管现今我国大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂的施工技术已经逐渐趋近于成熟，但是在实际应用期间仍旧存在较大的发展空间，需要不断的对其进行完善，这样才能够推动我国梁桥工程的发展。

参考文献：

[1]肖杰.大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工控制及温度效应研究[D].西南交通大学，2017.