探析预应力混凝土连续桥梁施工.doc

1、探析预应力混凝土连续桥梁施工摘要：随着社会主义的发展，桥梁的施工技术也随之进一步地提高。桥梁技术的提高，将代表着一个国家以及一个城市的荣誉，这具有非常象征意义的。本文作者结合多年来的工作经验，对预应力混凝土连续桥梁施工进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词：预应力；混凝土连续桥；施工控制 中图分类号：TU528 文献标识码： A 1、概论 预应力混凝土连续桥是桥梁中一种具有优良特性的桥梁类型，该型桥梁力学性能优良，伸缩缝更少，在使用过程中的变形更小，而且具有优异的抗震能力。因此预应力混凝土连续桥在城市桥梁、公路桥梁等领域都得到了广泛的使用。但这一类型的桥梁施工却是一个需要严密控制的过程，在我

2、国早期的预应力混凝土连续桥施工中，由于技术所限，一般都只能应用在中小跨径的预应力混凝土连续桥施工中。后来随着平衡悬臂拼装施工、平衡悬臂浇筑施工等施工方法的推广，预应力混凝土连续桥施工水平得到了大幅度的进步。当进行大跨径预应力混凝土桥梁时，还普遍采用挂篮来进行悬臂的浇筑施工。此外，随着高性能材料和大吨位的预应力锚固体系的研发和应用，又进一步的促进的了预应力混凝土连续桥的发展。借助这些新技术的应用，使得预应力混凝土连续桥的规模越来越大，但也随之伴随着大量的风险因素，一旦在施工中发生意外事故或质量不过关，造成的后果也会相当严重。因此对于预应力混凝土连续桥的施工控制就成为了一个需要深入研究的课题。这既

3、是确保施工期安全的必要措施，也是保障桥梁在投入使用后质量的必要措施。在施工过程中，可以通过对每一阶段的结构应力和变形的分析控制来实时监测桥梁在施工过程中是否存在潜在的危险源。在桥梁施工过程中发生重大事故的例子国内外都曾经发生过，因此需要引起高度的重视。 2、施工控制的内涵 在预应力混凝土连续桥的施工控制中，主要的控制方法主要有以下三种，纠偏终点控制法、误差容许控制法和自适应控制法。在当前大跨度预应力混凝土连续桥的施工中普遍采用悬臂挂篮施工方法，需要对线形、应力、温度等都进行有效控制。一般而言，在进行施工控制中，会从以下几个方面来展开：有限元分析 采用有限元分析是桥梁施工监测和监控的重要手段，可

4、以对桥梁在施工中的应力和位移等变量进行理论分析，从而可以为施工中桥梁结构的健康状况提供重要参考。但采用有限元分析也存在一定的缺点，因为预应力混凝土桥的主体是混凝土，而混凝土材料在不同温度和施工工艺下在均匀性和稳定性方面都存在着较大的差异，在进行有限元分析时还需要考虑施工荷载、混凝土徐变特性、预应力损失、温度甚至于结构的分析模型都会给有限元的分析的结果带来影响。因此在学术界，对于如何合理处理混凝土收缩和徐变对预应力损失的影响和监测的影响都存在一定的争议，因此有限元分析的结果需要仔细分析后采用。应变实施监测和应力分析 受到预应力混凝土连续桥施工方法的限定，在各个箱梁的悬浇中，都要监测各个截面上的应

5、力变化，从而确保桥梁各节段的预应力张拉到位，且通过对各节段应力的分布监测，保证桥梁整体的应力合理分布，必要时还需要经过应力测试。线形测量 线形测量的目的是为了掌握桥梁挠度和温度之间的变化相关规律，在施工过程中对各箱梁挠度进行跟踪观测，对桥梁轴线进行测量都是保证桥梁施工正常进行的必要保证。预拱度的控制 在大型桥梁的施工中，要完全将桥梁实际符合设计线形是几乎不可能的，因此在施工控制中的一个重要原则就是尽量将桥梁的结构尽可能的吻合桥梁设计曲线。为了达到这一目的，需要从施工前期预测和后期矫正来实现。这一方面已经有尝试用神经网络等人工智能方法来进行自适应控制，这是一个值得深入研究的课题之一。 由此可见，

6、预应力混凝土连续桥在施工过程中的控制内容是比较多的，限于篇幅，没法对所有的控制内容都展开深入研究。因此本文选择预应力混凝土连续桥在施工控制中的箱梁应力测试来作为主要研究对象展开研究。 3、箱梁应力测试与控制 混凝土的具有一定的随机性，因此理论计算应力的结果不可能完全反应出桥梁结构的实际应力状态。因此在桥梁施工过程中进行应力监测是必须的手段，在施工过程中所布置的应变应力监测仪器，在桥梁投入使用后也可以继续用于桥梁的健康监测中。因此不论对于施工还是后期监测都是具有重要实际意义的事情。 3.1 混凝土钢弦应变计 在箱梁混凝土的结构应变测量中，钢弦应变计是常见的设备，通过建立钢弦的自振频率和其张力之间

7、的对应关系来计算钢弦的应力和应变。当混凝土箱梁结构受力变形后，植入混凝土内的钢弦应变计两端沿轴向会发生相应的位移并且其自振频率也会相应改变。 3.2 控制截面的选取和测点布置 在箱梁结构中，混凝土悬浇各截面应力分布很不均匀，甚至于在不同的施工阶段同一截面处的应力也在变化，因此在进行截面选择时，通常 T 型钢构箱梁按静定结构考虑，而在箱梁浇筑完成后则需要按超静定结构来考虑控制截面，并同时考虑二期恒载所带来的影响。 从传感器布置位置上看，还应考虑桥梁的施工顺序，施工时间等因素的影响。一般而言，对箱梁的应力测试所安置的第一组传感器都选择在悬梁根部，即通常的 0#块附近、L/8，L/4, 3L/8 和

8、跨中合拢段等控制截面，如果有需要还可以考虑更多的监测截面。从传感器数量上看，一般在截面上缘布置熟练更多的传感器，具体数量会随着桥梁的规模和重要性增加。 3.3 应力测试方法 由于在测试桥梁应变时采用钢弦应变计，其主要参数由厂家控制，为了大规模的处理监测数据，需要采用一定的数学方法将混凝土结构的应变应力进行转化，此处将应变近似为自振频率的二次函数，通过拟合处理能够简化计算过程，具体拟合方法可采用最小二乘法等方法，即按：，其中为钢弦的自振频率，单位赫兹。需要指出的是，在箱梁的悬浇过程中，按照挂篮前移、浇筑和预应力钢绞线张拉的顺序进行的，因此在对桥梁结构的应力进行测量时，也需要遵循上述流程来进行，还

9、需要考虑在不同的工况下的施工工况和温度变化，分别测量在这些非常规情况下的应力监测问题。依据经验，一般把应力监测的时间点放在每个工况结束后的 8 小时是比较适宜的，从便于数据比较和分析的目的出发，在测量数据的比对时，还应尽量选择温差较小的工况，相邻工况测量也应该控制在一定的温差范围内。但由于在桥梁施工中各个工序之间具有很强的连续性，因此需要在进行应力监测时有丰富的经验。 需要注意的是，由于感应器是在施工阶段埋设的，因此必须考虑到感应器的位置误差，而且这些误差不可避免，应当通过截面尺寸和上下缘的初步应力数据进行感应器位置误差的修正，而一般不考虑感应器的方位误差。才外，还应考虑混凝土应变滞后性所带来

10、的影响，具体表现为箱梁剪力迟滞效应，经过分析和修正后的纵向应力应控制在 10%内，而横向应力应控制在 5%以内，采用多个相关传感器的数据修正其影响是可行的方法之一。 在获得较为可靠的应力数据后，再以适当的理论分析和设计数据来对比桥梁在施工过程中的施工状况，从而实现对整个施工过程中桥梁结构施工的有效控制。 总结 本文针对预应力混凝土连续桥梁的技术作了进一步地探讨分析，说明了预应力混凝土连续桥梁的技术的要点。所以，预应力混凝土技术无论在理论上还是在实践上都具有一定的指导性，也具有一定地借鉴意义。参考文献 1 高颜奎. 大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制J. 中外公路, 2009. 2 邵华英, 刘选云. 预应力混凝土连续梁桥维修加固技术的对比研究J. 中外公路, 2010(3). 3 曾军. 浅论公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制J. 质量论坛,2008,(7) 4廖原，张开银，田晓斌.混凝土强度准则在桥梁结构竖预应力设计中的应用J.交通科技，2010，19（2）：33-36. 5木向生，刘志雄，张开银.大跨度预应力混凝土桥梁监测监控技术研究J.公路交通科技，2011,19（4）：51-56.