連續(xù)剛構橋梁懸臂施工線形控制研究

張赟斌

摘要：本文通過理論推導和實橋剖析，主要探討持續(xù)性剛構橋施工的控制系統(tǒng)，剖析懸臂施工線性的相關要素，采用現(xiàn)場實測的方法，修正計算模型參數(shù)，從而更能控制橋面的線性。依據(jù)現(xiàn)代施工的控制理論，緊扣實橋施工模式，應用有限元分析軟件確立施工控制模型，實際測定與理論推導相結合確保橋梁線性施工質量得到保障。

關鍵詞：連續(xù)剛構橋梁；懸臂施工；線性控制；模型參數(shù)；施工質量

引言：

施工控制主要包含結構線性的控制以及結構應力方面的控制。在施工階段結構會出現(xiàn)變形，對跨度較大的橋梁來說，受施工階段長等多方面因素制約，橋梁的結構常常難以符合預期。有鑒于此，長橋后梁位置平面及標高均需要與設計的范式相符合，過程控制起著重要作用[1]。連續(xù)剛構橋梁的工程建設應突出結構變形控制，即對標高開展有效控制。以主梁線形正確為首。所以，連續(xù)剛構橋梁懸臂施工的線形控制是非常關鍵的。文章以實橋懸臂施工特征為參考，確立控制模型，闡述控制內容及過程。

1、施工控制手段和線形分析

橋梁結構的樣式、施工階段特點和具體施工方案影響著具體的控制手段。大致而言，橋梁施工控制主要有預測控制法、自適應控制法、事后控制法等[2]。該實橋應用懸臂施工方案，采取預測控制法。該方法是在多方位計算可能影響橋梁結構的因素以及施工最終要實現(xiàn)的目標后，對該結構的各個施工階段狀態(tài)進行科學的預測，確保施工大致朝著預期的狀態(tài)開展。當然預測狀態(tài)會與設計狀態(tài)存在一定的誤差，而某些誤差造成的影響在其后的施工狀態(tài)的預測中被納入考慮，經(jīng)此循環(huán)，實現(xiàn)施工最終狀態(tài)與設計相契合。

1.1 對懸臂箱梁撓度變形的檢測方案

1.1.1高程監(jiān)測點的設計

調整成橋線形的重要根據(jù)為撓度觀測資料。于懸澆每一階段頂面上部3～5cm處設置5個監(jiān)測點。此舉不但能對箱梁的撓度進行監(jiān)測，還能發(fā)現(xiàn)箱梁扭轉變形的情況。施工時，截面應立模，在混凝土澆注前后、移掛籃后均應采取標高的觀測，方便撓度和曲線的勘察，確保箱梁懸臂端準確合龍，使橋面線形和順[3]。監(jiān)測點具體位置見圖1。

1.1.2 立模標高測定

以立模標高確立預拱度控制作用，箱梁懸澆段立模標高參照下式計算：Hi=H0+fi+fi籃+fi預，該表達式中Hi為預期澆注段箱梁掛籃模板的標高，H0為此點設計標高，fi為施工各階段對此點的影響數(shù)值，fi籃是出現(xiàn)掛籃變形對該階段的影響數(shù)值，fi預是此點處的預拱度值。經(jīng)過實橋撓度變形監(jiān)測可見其變形具有明顯的規(guī)律。

1.2懸臂施工線形控制分析

以移掛籃、澆注混凝土、張拉為三個階段。移掛籃時間設定為4天，不局限于移動掛籃，還覆蓋了混凝土澆注前模板、立模標高的控制。澆注時間也為4天，覆蓋了懸澆梁段的澆注和張拉前的維護。張拉周期為1天，主要有鋼束的穿束、張拉、壓漿等階段。節(jié)段施工的控制與施工各階段對應。由圖2可知，標高誤差均在可控范圍內，即是說實際測定的標高和預測的標高變化情況類似。實際測定的標高圍繞預測標高浮動，伴隨施工懸臂的長度增加，但誤差不大，這就確保了橋梁的自然合龍。處于最大懸臂情況時，其誤差約為1cm，說明實際測定的標高基本等同于預測的標高。

2、懸臂施工線形控制的多因素影響分析

2.1 結構系數(shù)

作為施工控制分析的一項基本資料，結構系數(shù)的準確程度將對結果的準確性產(chǎn)生直接的影響。結構系數(shù)主要有材料彈性模量、截面大小、荷重、預加應力等。

2.2 施工工藝

施工控制是合理施工的保證，而施工的優(yōu)劣對控制目標有直接的作用，這不僅需要施工工藝與控制要求相契合，在實際操作中還需全面預想非理想狀態(tài)下可能出現(xiàn)的構件設計、安裝等環(huán)節(jié)的誤差，確保施工狀態(tài)始終處于可控狀態(tài)。

2.3 施工監(jiān)測

該監(jiān)測主要包含變形監(jiān)測、溫度監(jiān)測及應力監(jiān)測，它是施工控制的常用方法。由于檢測設備、測定方案、環(huán)境狀態(tài)等有一定誤差，因此對結構的監(jiān)測總有一定的誤差。此種誤差有可能將本身的良好狀態(tài)調整至較差，因此需嚴格控制測量的可靠性。除在設備、方法上加以改進調整外，在控制分析的過程中也應納入。

2.4 計算模型分析

不管應用什么類型的分析手法，必須簡化實際的橋梁結構，確立科學的計算模型。該簡化過程會導致計算模型和實際狀況間有誤差。在控制時應仔細研究，設法使計算模型的誤差引起的影響控制在最低水平。

2.5 溫度的變化

溫度的改變在很大程度上影響了橋梁結構受力情況，該影響隨溫度變化而變化。因此在不同時間段測量結構狀態(tài)，其結果也是有差異的。一旦在施工控制時忽視了此種條件，就很難獲得結構的真實數(shù)據(jù)，因而也不能確?？刂凭哂杏行?。所以應重視溫度變化的影響。

上述因素從不同方面影響著施工控制，因此想要實現(xiàn)有效的線形控制，必須制定有針對性的方案。

3、結束語

分析研究可知，使用施工現(xiàn)場測定混凝土彈性模量、收縮等，用該測定數(shù)據(jù)對計算參數(shù)進行修正，使理論計算和實際計算趨于一致，有力地提升了施工階段立模標高的水準。依據(jù)線形監(jiān)控所反映的實際情況，此橋的合龍段均實現(xiàn)自然合龍，其誤差≤2cm，線形吻合度較高，成橋線形基本平順。在對該橋的施工控制中，應用了“寧高勿低”的準則，很好地控制了主梁標高。二期結束后，主梁實際標高高于設計時，主要是出于結構徐變未完成的因素。

參考文獻：

[1]陶文景. 連續(xù)剛構橋梁懸臂施工線形控制[J]. 黑龍江交通科技， 2016， 39（7）：101-102.

[2]李鵬. 連續(xù)剛構橋梁懸臂施工線形控制[J]. 工程技術：文摘版， 2016（10）：00032-00032.

[3]馮曉丹. 高墩大跨連續(xù)剛構橋懸臂掛籃施工線形控制[J]. 科學技術與工程， 2017， 17（27）：285-289.