总425期2017年第11期（4月 中）大跨度桥梁的施工控制张礼强，冯国伟（江西省公路工程有限责任公司，江西 南昌 330006）摘要： 为确保大跨度桥梁的施工质量及安全可靠性，对大跨度桥梁施工控制的内容、方法、影响因素及结构变形计算方法进行分析，并结合具体的施工实例，对大跨度桥梁的施工控制过程进行详细介绍。实践证明，通过采取合理的施工控制措施，该大跨度桥梁的施工质量良好。关键词：大跨度桥梁；施工控制；结构内力中图分类号： U445.1 文献标识码：B0 引言大跨度桥梁在交通运输行业中起着至关重要的作用。由于容易受到自然环境及人为因素的影响，大跨度桥梁存在成桥后结构与施工设计不相符的可能，进而导致桥梁局部变形增大。施工控制是对整个施工过程展开监控，及时分析处理采集的数据，为接下来的施工操作提供可靠数据支持的一种措施，可确保大跨度桥梁的构件内力及线形与工程设计相符，促进工程施工精度与质量的提高。因此，做好大跨度桥梁的施工控制具有重要的现实意义。表1 悬臂浇筑预应力混凝土梁结构尺寸允许偏差表结构项目跨径L（m）相邻节段高差顶面高程L≤100L＞100轴线偏位L≤100L＞100顶底腹板厚断面尺寸高度顶宽允许偏差（mm）10±20L/500010L/10000+10，-5+5，-10±3020L/50001 大跨度桥梁的施工控制内容及方法1.1 施工控制的内容（1）变形控制大跨度桥梁的一项重要施工控制内容是结构的尺寸。在施工过程中，由于受到施工温度、混凝土收缩、施工荷载等因素的影响，桥梁不可避免会发生结构变形，使得桥梁主体位置与实际位置出现偏差，情况严重时还会给合龙施工带来困难，导致成桥后的线形出现明显的起伏，对大跨度桥梁整体美观产生影响[1]。因此，为有效减小结构与设计尺寸之间的偏差，要严格按照规范的要求进行施工操作，将误差控制在允许的范围内。我国对悬臂浇筑预应力混凝土梁式桥的结构尺寸允许偏差规定如表1所示。（2）应力控制在桥梁施工的整个过程中，工程人员需要实时监测关键断面的应力情况，通过对比测量数据与计算结果，对大跨度桥梁的实际内力与施工设计之间的误差有一个明确的了解。此外，在开展大跨度预应力混凝土桥梁施工时，应当密切关注桥梁结构内力受到临时大型机械的影响。为确保仪器精度与工程设计要求相符，还需严格检验张拉锚具的有效性。（3）稳定性控制施工过程中结构安全性与桥梁结构稳定性之间有紧同跨对称点高程L≤100L＞100密的联系，一旦出现局部失稳的情况，就极有可能导致桥梁坍塌事故的发生。因此，在实际施工过程中，还需对大跨度桥梁的整体及局部稳定性进行严格控制。计算应力变形情况以及稳定性安全系数，从而为桥梁施工质量控制提供科学的衡量标准。1.2 施工控制的方法作为施工控制的核心问题，施工控制方法要解决的问题是如何将结构实际状态与目标状态之间的偏差降至最低[2]。大跨度桥梁的施工控制方法主要有以下两种。（1）预测控制法该方法主要是采取科学合理的手段来预测各施工阶段的状态，考虑可能出现的各种因素，以确保能够按照设计要求顺利进行各项施工操作。但是，由于预测控制法难以完全准确预测出下一施工阶段的梁体结构，导致预测的状态与实际情况存在一定的偏差，因而只能在下一个阶段预测上一阶段误差的影响，循环往复，才能确保施工的顺利完成。此种施工控制方法具备良好的稳定性与控制性，能适应复杂的施工环境，因而在连续刚构桥、连续梁桥等大跨度桥型中得到非常广泛的应用。（2）自适应施工控制法由于混凝土等施工材料的张拉预应力、非线形等因收稿日期：2017-03-01作者简介：张礼强（1984—），男，工程师，研究方向为公路与桥梁工程。86
素与实际施工情况存在一定的差异，因而使得已浇筑梁段的位移、内力存在偏差。自适应施工控制法便是在无法改变位移与内力的条件下，在下一阶段结构分析中输入这些影响结构内力的误差参数，通过不断循环计算，使结果逐步接近实际测量值，从而得出精确度更高的计算模型，指导桥梁施工达到理想目标状态。自适应施工控制原理如图1所示。图1 自适应施工控制原理图2 大跨度桥梁施工控制的影响因素及变形计算方法2.1 施工控制影响因素（1）结构参数作为计算桥梁内力的重要依据，结构参数的准确性与结构内力分析的准确性有着直接的联系，是施工控制的关键影响因素。（2）主要构件的截面尺寸在施工过程中，应严格控制大跨度桥梁结构构件的放线精度，及时分析误差产生的原因，并动态修正存在一定误差的结构尺寸，从而为接下来的施工奠定良好的基础。（3）施工温度及荷载的变化施工温度出现变化会增加大跨度桥梁的内部应力，因此，施工人员应在早上完成数据的测量工作，以确保数据的准确性与可靠性。此外，为减少外界因素对桥梁的影响，还应尽可能减小桥梁上的临时施工荷载。（4）混凝土的收缩与徐变在混凝土浇筑完成以后及实际使用阶段，桥梁会存在收缩与徐变的可能，进而对结构构件的变形及应力产生影响，严重时还会出现裂缝。因此，施工人员应严格按照相应的标准及规程来开展混凝土浇筑及养护工作。当浇筑的混凝土体积较大时，可采取有效措施尽可能地将构件内外的温度差降至最低，进而充分减小混凝土收缩及徐变对大跨度桥梁结构的影响。2.2 施工变形的计算方法在大跨度桥梁的施工控制过程中，以桥梁的结构特性及具体施工条件为依据，选择科学合理的计算方法具有非常重要的意义。现阶段，桥梁施工常采用的变形计算方法主要包括正装分析法、倒拆分析法以及无应力分析法等[3]。交通世界TRANSPOWORLD正装分析法主要是模拟大跨度桥梁结构的实际施工步骤，并将桥梁变形影响因素考虑在内，从而计算出各个梁段的变形值，通过累计计算结果，便可得出施工的预拱度。在实际施工过程中，为确保预拱度的准确性，还应综合考虑桥梁的二期恒载以及投入使用时的活荷载等因素造成的影响。这种方法能准确计算出大跨度桥梁的变形值，确保合龙后的线形满足施工设计要求。倒拆分析法主要是计算出各施工阶段的理想及初始状态，为确保连续箱梁的施工满足规定要求提供科学的指导及参考依据。无应力分析法是假设桥梁各个结构构件的曲率和无应力长度不变，通过有机结合桥梁各施工阶段中间状态及其成桥状态，计算出桥梁的施工变形情况。3 大跨度桥梁施工控制实例分析3.1 工程概况以某大型双塔双索面混凝土斜拉桥为例进行分析。该桥的跨度为185m+410m+185m，其结构支撑体系主要为漂浮体系，塔的总高度为220m，主梁的施工方法主要为牵索挂篮悬臂灌注式。3.2 施工控制措施由于该桥梁具有跨度大、混凝土浇筑段较长、临时荷载较多等特点，给实际施工控制工作带来了一定的难度。当施工中的累计标高等参数存在偏差时，会对施工质量以及桥梁的使用安全造成严重影响。因此，采取行之有效的施工控制措施具有重要的意义。（1）模拟桥梁的牵索挂篮为避免桥梁施工中挂篮与牵索、已浇梁体之间的相互影响，进而确保准确计算出桥梁结构的变形及内力，需要将挂篮参数输入计算模型中，并对挂篮的刚度及其与牵索、主梁之间的连接情况进行精确模拟。在施工模型计算中，需将挂篮前移就位、混凝土浇筑以及张拉牵索等情况充分考虑在内。（2）确定立模的标高为确保桥梁顺利合龙且线形平顺，需要建立起相应的结构计算模型，并结合施工现场的资料，准确确定箱梁立模的标高。立模标高的计算公式为：H=Hs+fy+fz+Δf （1）式中：Hs为桥梁的设计高程；fy为挂篮的变形值；fz为考虑结构自身、临时荷载以及预应力效应等因素在内的梁的挠度；Δf为施工误差的调整值。（3）确定张拉索力对于已浇梁段的混凝土，应将其内力控制在规定的范围内，不可出现较大的拉压应力；对于已处于良好受力状态中的挂篮，主梁前端的挠度不宜出现太大的变化。3.3 施工控制效果在此大跨度斜拉桥的1个线形观测点中，74个观测（下转第95页）87
交通世界TRANSPOWORLD3.3 梁体纵向偏移测量右幅第三联各支座的上钢板中心与盖梁中心相对纵向偏位值、盖梁中心相对柱顶中心纵向偏位值及套筒倾斜值。支座上钢板及湿接头偏移检测结果见表1。表1 支座上钢板及湿接头偏移检测结果表支座上钢板中心相对盖梁墩台号中线偏移偏移(cm)16号墩15号墩14号墩13号墩2.06.52.80.5偏移方向青岛兰州青岛青岛偏移(cm)0400盖梁中心相对柱顶中心纵向偏移偏移方向-兰州--（3）右幅墩柱处弃渣高度检测通过测量墩柱现有高度并与设计高度比较，判断墩柱处弃渣高度。经测量，15号墩柱处弃渣堆积最高达12m。（4）右幅墩柱偏位（纵向往青岛方向偏移为负，横向往右偏移为负）根据施工单位提供的控制点，测量柱中心的实际坐标并与桩位设计坐标比较，判断柱中心偏移。柱顶中心偏差为：1#柱纵向-8.76~1.54cm，横向0.21~4.18 cm；2#柱纵向-22.57~0.cm，横向-0.3~4.57cm。柱底中心偏差为：1#柱-0.03~1.59cm，横向0.36~2.36cm；2#柱-0.15~2.25cm，纵向0.73~1.84cm，横向0.18~1.96cm。（5）12号墩处两跨梁间隙尺寸第一次检测12号墩处两跨梁间隙（南侧）为11cm，一个月后第二次检测为9.5cm。经测量，15号墩盖梁中心与柱顶中心偏差约4cm（兰州方向），垫石相对盖梁偏差约1cm（兰州方向），如图5所示。4 检测结论右幅 （青岛至兰州方向）4号（兰州侧桥台处）伸缩缝宽度超过设计限值， 3号（12号墩处）伸缩缝已经挤死。4号、3号伸缩缝均已失效。根据现场情况综合分析，隧道弃渣土压力对15号桥墩的作用是导致右幅第3联梁体（12号墩至17号台）向青岛方向纵桥向偏移、15号桥墩柱顶横桥向偏移的主要原因。建议采取措施分层清理渣土，同时顶推墩顶回复原位。图5 15号墩柱细部尺寸测量值注：盖梁襟边数据单位为cm，括号外为1号柱和2号柱尺寸。参考文献：[1] 陕西省公路局. 公路桥涵养护规范：JTG H11—2004[S]. 北京：人民交通出版社，2004.[2] 中国有色金属工业协会. 工程测量规范：GB 50026—2007[S]. 北京：中国计划出版社，2007.[3] 刘辉，张策. 浅析大纵坡梁桥墩顶偏位影响因素[J]. 黑龙江交通科技，2013，（4）：33-34.（编辑：付修竹）3.4 墩柱检测（1）墩柱外观13墩1号柱、2号柱在上系梁底部模板接茬处有砂浆抹面，其中2号柱砂浆抹面处在兰州侧存在宽0.15mm的横向裂缝。将砂浆凿除后墩柱无可见裂缝。（2）右幅墩柱顶部倾斜墩柱倾斜测量是测量柱墩顶部相对墩柱底部（现地面线处截面）轴线倾斜量。（上接第87页）点的偏差控制在10mm以内，占45.1%；63个观测点的偏差在10~30mm之间，占38.4%。由此可以看出，该桥梁具有平顺的施工合龙线形，符合规范要求。此外，测量斜拉桥的索力，发现实测值与理论值的偏差均控制在8%以内，说明索力状态良好。控制，在提高大跨度桥梁施工质量及使用安全性的基础上，促进我国桥梁事业的可持续发展。参考文献：[1] 袁建常. 大跨度桥梁的施工控制[J]. 科技信息，2012，8（25）：334-335. [2] 徐刚，徐慧泉. 大跨度桥梁的施工工法[J]. 科技创新与应用，2012，15（8）：127. [3] 裴宏伟. 大跨度桥梁工程施工控制方法分析[J]. 科技传播，2013，10（22）：171-172. （编辑：付修竹）4 结语综上所述，桥梁工程施工作为一项系统、复杂的工程，需要工程设计部门、施工单位及监理单位等各方密切配合。作为重要交通建筑的大跨度桥梁，其在人们的日常出行及交通运输等方面发挥着重要的作用。因此，为确保桥梁施工的顺利进行，需要进行严格的施工95
