所属栏目：推荐论文发布时间：2011-04-21浏览量:207
大跨径连续梁桥的施工控制分析
程杰
摘要：本文讨论了大跨度连续梁桥施工控制的内容、影响因素以及控制方法。并以大连湾大桥为例主要分析对应力以及挠度控制的大跨度连续梁桥施工控制方法。
关键词：连续梁桥 施工控制 大跨径
在桥梁建设中，连续梁结构体系己成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一，在40一200m跨径的范围内，与其它结构体系比较，具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护简易、抗震能力强等优点，常成为最佳桥型方案。连续梁桥跨度越大，其施工的难度也越大，对大跨度预应力混凝土连续梁桥进行施工控制，是确保施工质量和安全的重要环节，也是确保成桥状态符合设计要求的重要措施。因此，有必要对大跨径连续梁桥的施工控制进行分析。
1.工程概况
大连湾大桥位于大连市金州区大连湾镇，是沈大高速公路与大庄高速公路连接线上跨国道201线、长大铁路金州编组站、金窑铁路、大连湾的一座特大桥，起点位于连接线高速公路跨越国道201线，终点接于金州开发区赫山西路。此桥为预应力混凝土变截面连续箱梁，采用悬臂现浇的施工方法。
2.大跨径连续梁桥施工控制内容
桥梁施工控制的任务就是对桥梁施工过程实施控制，确保在施工过程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围内，确保成桥状态(包括成桥线形与成桥结构内力)符合设计要求。桥梁施工控制围绕上述控制任务而展开，不同类型的桥梁，其施工控制工作内容不一定完全相同，但从总体上来看，均包括下列几个方面：
2.1结构变形控制
在施工过程中，桥梁结构由于受各种作用会产生变形，而且影响变形的因素很多，比较复杂，很容易使桥梁结构在施工过程中的实际状态偏离预期状态，使桥梁难以合龙或成桥后的状态与控制目标状态不符，影响桥梁的运营。所以必须对桥梁结构的变形实施控制。
桥梁结构几何尺寸的控制是施工控制的基本要求，任何一个结构不可能达到与设计尺寸准确无误的吻合，因此需要尽量减少结构尺寸与设计尺寸的偏差，并将其降低到《公路桥涵施工技术规范》规定的容许范围内。
2.2结构应力控制
桥梁结构在施工过程中以及在成桥状态的受力情况是否与设计相符合是施工控制要明确的重要问题。通常通过结构应力的监测来了解实际应力状态，若发现实际应力状态与计算应力状态的差别超限就要进行原因查找和调控，使之在允许范围内变化，以避免应力控制不力而造成对结构的危害，甚至破坏（我国宁波的招宝山大桥主梁断裂就是一个例子）。结构应力控制的好坏不像变形控制那样有明显的表现，必须对结构应力实施严格监控。目前，应力控制的项目和精度还没有明确的规定。对于悬臂施工的连续梁桥，施工中一般控制结构构件自重下的应力、结构在施工荷载下的应力、结构预加应力、温度应力，同时施工中用到的对桥梁施工安全有直接影响的支架、挂篮、缆索吊装系统等的应力在安全范围内。。
2.3结构稳定性控制
桥梁结构的稳定性关系到桥梁结构的安全，它与桥梁的强度有着同等的甚至更重要的意义。世界上曾经有过不少的桥梁在施工过程由于失稳而导致全桥破坏的例子，最典型的是加拿大的魁北克（Quebec）桥。该桥在南侧锚锭析架快要架完时，由于悬臂端下弦杆的腹板屈曲而发生突然崩塌坠落。我国四川州河大桥也因悬臂体系的主梁在吊装主跨中段承受过大的轴力而失稳破坏。因此桥梁施工过程中不仅要严格控制应力和变形，而且要严格地控制施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。现在桥梁的稳定性己引起人们的重视，目前主要通过稳定分析计算（稳定安全系数），并结合结构应力、变形情况来综合评定、控制其稳定性。
2.4安全控制
安全控制是施工过程中的重要控制内容，它是变形控制、应力控制、稳定性控制的综合体现，与它们密切联系，如果这三项做好了安全也会得到控制。不同的结构形式，其重点控制的内容也不相同，应根据实际情况确定安全控制重点。
3.大连湾大桥施工控制的影响因素及控制方法
根据以往桥梁施工及控制经验，并根据大连湾大桥的具体情况，估计影响因素主要有以下几方面：桥梁施工荷载；桥梁施工临时荷载；挂篮变形；温度影响；混凝土浇筑方量的控制；混凝土弹性模量。施工控制的具体内容：验算施工过程中各断面的应力；确定出每个悬浇节段的挠度进而确定立模标高；优化施工方案；对于桥梁的横向和局部应力、变形提供参考意见；对于施工中出现的问题和意外事故会同有关部门提出处理的参考方案
下面仅对应力验算和挠度验算进而确定立模标高做具体分析：
3.1应力验算
验算施工过程中各断面的应力，主要分为合拢前和合拢后两个阶段。
在桥梁边跨合拢前，施工过程中桥梁结构受力状态一直为静定T型结构，桥墩根部断面承受较大负弯矩，且随着悬臂长度的增长，负弯矩越大，受力状态较为复杂，为此，将桥墩根部断面作为施工过程中的应力控制截面。各个控制截面的应力测点主要取箱梁顶板中线处的正应力，箱梁腹板中线处的主应力，箱梁底板中线处的正应力。在施工过程中，应严格观测施工过程中的控带截面的应力和结构其他截面的外观状况，发现问题应立即查找原因，及时纠正。
当浇筑完边跨合拢段并张拉预应力钢束后，桥梁的结构由原来的两个单T结构转化为简支外伸梁结构，当中跨合拢后，桥梁的结构又由简支外伸梁结构转化为超静定的连续梁桥结构，达到成桥状态。在两次结构体系转换过程中，桥梁结构内力状态变得复杂而不易掌握。虽然这种情况下不象最大悬臂时那样存在稳定性的问题，但合拢后桥梁结构的内力状态是否合理却关系到运营后桥梁的受力性能以及耐久性，因此这两个合拢阶段也是监测的重要阶段。
3.2挠度验算
确定出每个悬浇节段的挠度进而确定立模标高，挠度验算主要包括恒载、活载及预应力所产生的弹性挠度、徐变挠度、墩柱挠曲引起的挠度以及日晒时因箱梁上下温差引起的悬臂端点的挠度。
依据连续梁桥悬浇施工的特点，每个悬臂节段施工时均应对挠度进行测量，考虑到箱梁可能发生扭转变形，本桥在每一梁段悬臂端梁顶设立9个测点，其中横断面中央的测点为纵向水平向变形测点，腹板与顶板相交处测点为挠度测点，翼板外缘的两个测点为主梁扭转变形观测点。
主梁挠度测量用精密水准仪进行，每一节段施工，需测量六个工况的挠度：挂篮移动到位前；挂篮移动到位后；浇筑混凝土前；浇筑混凝土后；应力张拉前；预应力张拉后。
挠度观测宜安排在清晨5:00一8:00时间段内观测并完成，多座大跨度连续悬臂箱梁挠度一温度观测试验结果表明，在该时间段内，悬臂箱梁正好处于夜晚温度降低上挠变形停止和白天温度上升下挠变形开始之前，是悬臂箱梁温度一挠度变形的相对稳定时段。以减小温度对挠度的影响。预应力施加后的挠度测量宜在张拉后4一6小时后再进行，以让结构变形有一定时间来充分发生。对于全部梁段上的挠度测点应周期性地观测，周期随悬臂段的伸长而缩短，从而为确定待施工各节段预拱度值提供较为可靠的依据。
4小结
无论是在城市桥梁、高架道路、山谷高架桥，还是跨越宽阔河流的大桥，预应力混凝土连续梁桥都发挥了它的优势，随着大跨径连续梁桥的不断发展，有必要对连续梁桥的施工控制技术进行更进一步的研究。因此我们必须建立以施工为中心，具备先进实用的测试技术和现场分析计算技术的大跨径梁桥施土监测和控制系统，实地实时地监测各施工阶段的主要控制参数，并通过现场计算分析及时预测得出合理的控制措施，用以指导和控制施工。
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