1、大跨径预应力混凝土连续箱梁挂篮悬臂施工技术摘要:误差在大跨径预应力混凝土连续箱梁挂篮悬臂施工中存在并无法避免的，因此，在进行桥梁施工时需要进行监测和控制。本文以大跨度变截面预应力混凝土连续箱梁桥为背景，施工监控内容大跨桥梁施工控制、施工监控细则以及施工误差调整策略进行了深入的探讨和研究，为大跨度预应力连续梁桥的安全施工和合理成桥状态提供技术指导依据。关键字：大跨径;预应力混凝土连续箱梁;施工控制 Abstract: Error in large span prestressed concrete continuous box girder hanging basket cantilever c
2、onstruction can not be avoided; therefore, the bridge construction requires monitoring and control. Taking the long-span variable cross-section prestressed concrete continuous box girder bridge as the background, construction control, construction monitoring regulations and the construction error ad
3、justment strategy conducted in-depth discussion and study of large span bridge construction monitoring content, safe construction of long span prestressed continuous beam bridge and the reasonable finished bridge state guidance and provide technical. Key words: large span prestressed concrete contin
4、uous box girder bridge; construction control; 中图分类号：C913.32 文献标识码 A 文章编号： 结构刚度大、跨越能力大是变截面预应力混凝土连续箱梁桥的特点，该桥型在桥梁建设中具有广泛的发展与应用前景。目前国内外大跨径预应力混凝土桥梁的主要施工方法连续梁的分段悬臂浇筑法，但在施工过程中的诸多因素，都会影响设计与内力及桥梁结构线形方面出现偏差。当上述因素与设计不符，而且对引起控制目标偏离的真正原因不能及时识别时，必然在以后阶段的悬臂施工中将会采用错误的纠偏措施，引起误差积累。所以，制定有效合理的施工监控方案一方面可确保悬臂浇筑施工过程中结构的稳定
5、和安全，以使得整个施工过程安全顺利的进行，另一方面可确保桥梁结构在施工及成桥后受力合理，以使得桥梁结构的成桥线形达到设计状态和要求。只有这样才能有效的对挂篮悬臂浇筑施工过程进行监控。 1. 施工监控内容大跨桥梁施工控制 施工监控内容大跨桥梁施工控制是一项系统工程，具体而言就是对桥梁上部结构悬臂浇注施工的过程进行稳定性、应力以及变形等控制与监测，其施工监控工作具体包括： （1）大跨度桥梁的施工均采用分阶段逐步完成的施工方法，确定与设计成桥状态相应的合理施工初始状态，为了达到成桥的受力和线形状态； （2）为确保施工过程几何形态及结构受力处于受控状态，需要对施工过程的稳定性、结构变形以及应力进行监测
6、； （3）为了确保成桥状态及桥梁施工过程的变形与受力符合现行规范要求,需要对桥梁设计的进一步分析复核； （4）在上部结构正式施工前，对施工方案的安全性进行分析，对施工组织进行详细审查，特别是对墩梁固结设施、施工支架及挂篮悬浇等的安全性与复核分析。 2. 施工监控细则 2.1 桥梁结构复核 对挂篮悬臂浇注施工的预应力混凝土连续箱梁结构，为了确保施工控制参数的准确性以及施工过程安全，需要进行以下面几项内容的基础性分析计算：（1）验算成桥极限承载状态下结构强度；（2）为了确定设计预拱度，施工过程桥梁变形分析；（3）验算施工过程结构应力；（4）验算成桥变形及正常使用状态下结构应力； 2.2 线形监控
7、通过监测主梁线形以及悬臂浇筑挂篮变形，可检查设计目标线形与施工好的混凝土主梁的线形间的差异情况；可以掌握悬臂浇筑挂篮体系的变形情况，从变形上来判断挂篮结构的安全状况及工作性能；为了为下阶段主梁预拱度的设置提供参考，为线形控制服务，还可积累混凝土主梁的变形资料和混凝土梁施工过程中悬臂浇筑挂篮的变形资料。因此，挂篮结构、混凝土主梁标高、混凝土主梁中线是需要检测项目的主要内容。 2.3 预拱度设置 由于分析预拱度的组成以及确定各组成的取值是线形控制的关键，对于悬臂浇注施工的预应力混凝土桥梁，主要通过设置合理的预拱度实现线形调整。 对悬臂浇筑过程各测点的变形情况进行监测时，根据标高的变化情况，来推算挂
8、篮和混凝土主梁的变形。采用的原理方法是采用几何水准方法（水准仪水准尺） 。温差较大的时段不宜进行测量。变形监测基准点埋设在稳定的地方，应首先确定统一的变形监测网，是悬臂浇注正式施工前应做的工作。以地面基准点为基础，将基准点引至每一墩顶箱梁顶板与底板。顶板作为挠度监测工作点，底板作为立模高程控制点，并做好明显的红色标识。悬臂浇注施工过程中，为了控制施工立模误差，一般在底模板前端选 3 个特征位置。对行走滑道、底篮以及主桁架的标高进行测量，目的是为了进行悬臂浇筑挂篮在混凝土自重作用下的变形测量。在行走滑道的前、中、后位置、底篮前吊杆下锚固位置及主桁架前吊杆上锚固位置布置变形测点，横向与两主桁架的位
9、置相对应 对于各施工节段，沿横向，在腹板顶板相交处、顶板中部设置测点；沿纵向，在各施工节段悬臂前端及块中间、前端设置测点。要求各测点采用约30cm 长的短钢筋，要求钢筋头露出浇注好的桥面约 23cm，并将露出桥面部分均进行编号并用油漆涂成红色。 2.3.1 线形测点布置及方法 选择合适的测量控制点，并在挂篮、模板及混凝土梁段的关键位置设置观测点，目的是需要进行线形监测与控制。 2.3.2 线形测量工况 在采用挂篮进行各孔悬浇施工时，从线性控制的角度来看，共设置了以下测量工况： (1)立模后； (2)钢筋绑扎后； (3)混凝土浇筑后； (4)预应力张拉前； (5)预应力张拉后； (6)脱模后；
10、(7)挂篮行走后。自适应控制是指以反馈控制为基础，加上一个误差识别的过程。自适应控制是一个预告-施工-量测-计算-参数识别-分析-修正-预告的循环过程。当出现结构的实际测量状态与理论状态不相符时，对误差产生的原因进行分析，为了使模型的输出结果与实际测量结果相互一致，需要对所分析的原因进行重新进行调整计算。即在施工过程中，比较结构测量的受力状态与模型计算结果，依据两者的误差进行参数调整（识别） ，使模型的输出结果与实际测量的结果保持一致。重新计算各施工阶段的理想状态，利用修正的计算模型参数，按反馈控制方法对结构进行控制。这样，通过几个工况反复识别后，计算模型与实际结构就基本上保持一致了，在此基础
11、上可以对施工状态进行更好的控制。 3.施工误差调整策略 3.1 施工监控方法。 分阶段逐步完成的施工方法是大跨度桥梁的施工均采用的施工方法，在主梁各节段施工过程中，桥梁结构的理想施工状态与实际施工状态总是存在着一定的误差，即理论预测存在误差。结构的实际状态并不总是与其理想相吻合。使施工实际状态最大限度地与理想设计状态相吻合是桥梁施工控制的主要目的。全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的所有因素，以便对施工过程进行有效控制，是实现实际与预测相吻合的必经之路。目前最先进、最常用的施工控制方法就是自适应施工控制，3.2 施工误差调整 在施工中，引起理论预测误差有很多方面的原因，归纳主要有以下几个方
12、面：结构分析模型误差、结构参数误差、施工误差、施工监测误差以及温度变化不一致等。实际研究表明，引起大跨度桥梁施工控制的误差主要因素之一就是模型误差及设计参数误差，作为施工控制中进行结构施工模拟分析的基本资料的结构参数，其正确性直接影响分析的结果。它主要包括材料弹性模量、构件截面尺寸、容重、热膨胀系数、收缩徐变系数、预加应、力施工荷载等内容。以自适应的控制方法为基础，对大跨度预应力混凝土桥梁悬浇施工过程中的预测误差调整，采取如下策略：(1) 为了尽量缩小模型误差，采用准确模型进行施工过程的模拟仿真分析；(2) 比较实测值与理论预测值，若两者误差超出允许范围，需要分析误差的原因特别对实际的设计参数
13、进行识别，采用较为准确的设计参数进行结构分析，据此确定下一节段的立模标高等施工参数，对今后的施工状态进行预测。 （3）若两者误差在允许范围之内，则按原预测值继续下一节段的施工。 结语 在大跨度预应力混凝土连续梁桥的建设中，施工监控是必须需要进行的一项技术系统工程，项目的施工组织计划应与施工监控的项目组织协同制定，为了保证成桥后各构件的内力和线形状态符合设计要求以及确保施工过程中的安全，在充分分析设计数据的基础上，科学合理地制定监控方案，采用自适应控制法对桥梁进行施工控制。 参考文献： 1丁兴华,高俊,程鹏,悬臂浇筑连续梁施工技术探讨J.交通科技，2008.7. 2王照临.现代控制理论基M.北京:国防工业出版社,2009,11-23.
