橋梁懸臂施工技術分析
發布時間：2014-02-25 共1頁
目前施工控制在國內型連續梁和連續剛構的建設中被越來越多地實施。在施工控制技術方面，主要包括兩核心：結構計算和誤差調整。結構計算強調準確性，誤差調整強調可控制性。下面就某橋施工技術闡述橋梁施工控制理論在連續梁橋懸臂施工中的應用。
一、橋主橋工程簡介
通過多方案比較，橋確定采用雙層連續梁橋方案，打破了常規連續梁橋僅在箱頂設置懸臂的成規，通過箱梁底板挑出懸臂設置人行道和非機動車道，箱梁頂板仍作為行車道，非機動車和行人與機動車道的完全分離保證了車道的快速無阻，并降低了人行和非機動車道的坡度，從而有效地降低了橋梁標高、減小了橋梁的寬度和長度，降低了工程造價。
1、橋主橋施工控制的特點
1）橋主橋采用雙層橋面的箱梁，上層寬18m，下層寬20.2m，梁高4m，其規模；下層懸臂6.5m，屬國內首例。
2）主橋采用55m+5×72m+55m七跨連續布置，跨徑之多，在國內如此多跨徑相連續的連續梁橋也不常見。
3）主橋施工工期長（15個月），環境影響因素（溫度、濕度、水量、風等）復雜，這給施工控制帶來了諸多考驗。合理的考慮溫度等因素的影響，是保證橋施工質量的重要條件。
4）風對于雙層橋面的預應力混凝土箱梁的作用是不可忽略的。風力的作用導致懸臂施工箱梁的橫向撓度和扭轉，所以，為了保證施工的安全驗算懸臂施工箱梁的橫向穩定是非常必要的。另外，風引起的橫向撓度會引起梁體橫向的變位，對于線形的控制要引起注意，對于這方面公開的報道還不多，還有待于更深層次的研究。
5）箱梁上下翼板懸臂寬度，合理的控制翼板的標高也是橋施工控制的重要內容。
6）該橋為七跨一聯連續梁橋，從上部結構開始施工到全橋的合攏，經歷了多次體系轉換的過程，這導致施工控制結構分析的復雜性。較比三跨一聯的連續梁橋，橋的施工控制更有其特殊性。所以，結構分析中合理準確的模擬施工狀態是保證施工控制成敗的前提。該橋的結構分析采用《橋梁施工控制綜合程序系統》（FWD），該程序實現了橋梁施工過程的仿真模擬，實踐的成果證實這個程序系統是可靠的，準確的。
2、橋主橋施工控制的理念
橋的施工控制的理念可以歸結為：“一主，二輔，一中心”，以確保橋建設的質量。
一主：以成橋線形的控制作為橋施工控制的主線，以保證橋成橋線形最限度的逼近合理成橋線形。
二輔：以橫向（軸線）控制和懸臂翼板的立模標高控制作為兩條輔線，以保證軸線線形和翼板的流暢、美觀。
一中心：把橋梁施工中當前節段的標高收斂于當前施工階段的計算標高作為施工控制工作的中心，以減弱對于其他跨的影響，保證各跨的順利合攏。
二、施工控制的目的、意義與內容
對于分節段懸臂澆筑施工的預應力混凝土連續梁橋來說，施工控制就是根據施工監測所得的結構參數真實值進行施工階段計算，確定出每個懸澆節段的立模標高，并在施工過程中根據施工監測的成果對誤差進行分析、預測和對下一立模標高進行調整，以此來保證成橋后橋面線形、合攏段兩懸臂端標高的相對偏差不于規定值以及結構內力狀態符合設計要求。橋梁施工控制的目的就是確保施工過程中結構的可靠度和安全性，保證橋梁成橋橋面線形及受力狀態符合設計要求。
跨度預應力混凝土連續梁橋的施工控制包括兩個方面的內容：變形控制和內力控制。變形控制就是嚴格控制每一節段箱梁的豎向撓度及其橫向偏移，若有偏差并且偏差較時，就必須立即進行誤差分析并確定調整方法，為下一節段更為精確的施工做好準備工作。橫向偏移可以通過精確測量控制和調整來達到要求，而影響豎向撓度的因素很多（如施工荷載、掛藍自重、溫度變化等），施工時就要充分考慮影響撓度的各種影響，在各節段設預拋高，也就是控制立模標高。內力控制則是控制主梁在施工過程中以及成橋后的應力，尤其是合攏時間的控制，使其不致過而偏于不安全，甚至在施工過程中造成主梁破壞。
懸臂施工屬于典型的自架設施工方法。由于連續梁橋在施工過程中的已成結構（懸臂節段）狀態是無法事后調整的，所以，施工控制主要采用預測控制法。連續梁橋施工控制主要體現在施工控制模擬結構分析、施工監測（包括結構變形與應變監測等）施工誤差分析以及后續施工狀態預測幾個方面。
施工控制的最基本要求是確保施工中結構的安全和確保結構形成后的外形和內力狀態符合設計要求。橋采用懸臂澆筑施工，因其跨徑較、連續孔數多，最終形成必須經歷一個漫長而又復雜的施工與體系轉換過程。通過理論計算可以得到各施工階段的理論主梁標高值，但在施工中存在著許多誤差，這些誤差均將不同程度地對成橋目標的實現產生干擾，并可能導致橋梁合攏困難、成橋線形與設計要求不符等問題，因此，為了確保橋施工安全，成橋線形符合要求，在施工中必須實施有效的施工控制。
三、橋梁施工控制系統的建立
任何產品的產生都是經歷了管理流程、生產流程和技術流程，橋梁也可以當作一種特殊的產品，在橋梁建設的過程中也同樣要經歷著不同的流程。在橋梁的施工中，為了保證橋的安全和施工中準確性所經歷的流程就構成了橋梁施工控制系統。這個系統關系到業主單位、監理單位、監控單位、設計單位和施工單位等。這個橋梁施工控制系統主要由兩部分組成：管理實施流程和施工控制技術流程。
管理實施流程建立了施工控制中的總體工作流程，說明了各單位間的工作關系。管理實施流程的運作直接關系橋的建設進度和質量。
連續梁懸臂施工控制是 施工→量測→識別→誤差分析→修正→預告→施工的循環過程。
四、施工控制的實現及其成果
結合橋的建設，介紹該工程的撓度觀測、施工中的掛籃及支架、立模標高的計算公式和部分施工控制的成果等。
1、撓度觀測
2、施工掛籃
3、施工支架
4、應用灰色預測和曲線擬合法的施工誤差調整
橋的施工控制中，對于誤差的調整采用曲線擬合法和灰色預測法的結合。在懸臂施工的2#～9#塊采用曲線擬合的方法對施工誤差進行調整，以保證成橋線形的平順；10#～11#塊采用灰色預測法對誤差調整。
從施工控制的結果來看，一般在9#塊施工完畢，實際的梁體線形與計算的線形已非常的接近。在10#和11#塊的控制中，采用灰色預測法可以使合攏段的標高接近計算值，而不致產生較的偏差影響合攏施工。另外，合攏段標高的準確，也能夠保證后合攏跨的施工質量，減弱對于后繼施工的不利影響。
五、總結
本文以某橋主橋的施工控制工作為背景，闡述了現代施工控制理論在連續梁橋懸臂施工的施工控制中的應用。
一、橋主橋工程簡介
通過多方案比較，橋確定采用雙層連續梁橋方案，打破了常規連續梁橋僅在箱頂設置懸臂的成規，通過箱梁底板挑出懸臂設置人行道和非機動車道，箱梁頂板仍作為行車道，非機動車和行人與機動車道的完全分離保證了車道的快速無阻，并降低了人行和非機動車道的坡度，從而有效地降低了橋梁標高、減小了橋梁的寬度和長度，降低了工程造價。
1、橋主橋施工控制的特點
1）橋主橋采用雙層橋面的箱梁，上層寬18m，下層寬20.2m，梁高4m，其規模；下層懸臂6.5m，屬國內首例。
2）主橋采用55m+5×72m+55m七跨連續布置，跨徑之多，在國內如此多跨徑相連續的連續梁橋也不常見。
3）主橋施工工期長（15個月），環境影響因素（溫度、濕度、水量、風等）復雜，這給施工控制帶來了諸多考驗。合理的考慮溫度等因素的影響，是保證橋施工質量的重要條件。
4）風對于雙層橋面的預應力混凝土箱梁的作用是不可忽略的。風力的作用導致懸臂施工箱梁的橫向撓度和扭轉，所以，為了保證施工的安全驗算懸臂施工箱梁的橫向穩定是非常必要的。另外，風引起的橫向撓度會引起梁體橫向的變位，對于線形的控制要引起注意，對于這方面公開的報道還不多，還有待于更深層次的研究。
5）箱梁上下翼板懸臂寬度，合理的控制翼板的標高也是橋施工控制的重要內容。
6）該橋為七跨一聯連續梁橋，從上部結構開始施工到全橋的合攏，經歷了多次體系轉換的過程，這導致施工控制結構分析的復雜性。較比三跨一聯的連續梁橋，橋的施工控制更有其特殊性。所以，結構分析中合理準確的模擬施工狀態是保證施工控制成敗的前提。該橋的結構分析采用《橋梁施工控制綜合程序系統》（FWD），該程序實現了橋梁施工過程的仿真模擬，實踐的成果證實這個程序系統是可靠的，準確的。
2、橋主橋施工控制的理念
橋的施工控制的理念可以歸結為：“一主，二輔，一中心”，以確保橋建設的質量。
一主：以成橋線形的控制作為橋施工控制的主線，以保證橋成橋線形最限度的逼近合理成橋線形。
二輔：以橫向（軸線）控制和懸臂翼板的立模標高控制作為兩條輔線，以保證軸線線形和翼板的流暢、美觀。
一中心：把橋梁施工中當前節段的標高收斂于當前施工階段的計算標高作為施工控制工作的中心，以減弱對于其他跨的影響，保證各跨的順利合攏。
二、施工控制的目的、意義與內容
對于分節段懸臂澆筑施工的預應力混凝土連續梁橋來說，施工控制就是根據施工監測所得的結構參數真實值進行施工階段計算，確定出每個懸澆節段的立模標高，并在施工過程中根據施工監測的成果對誤差進行分析、預測和對下一立模標高進行調整，以此來保證成橋后橋面線形、合攏段兩懸臂端標高的相對偏差不于規定值以及結構內力狀態符合設計要求。橋梁施工控制的目的就是確保施工過程中結構的可靠度和安全性，保證橋梁成橋橋面線形及受力狀態符合設計要求。
跨度預應力混凝土連續梁橋的施工控制包括兩個方面的內容：變形控制和內力控制。變形控制就是嚴格控制每一節段箱梁的豎向撓度及其橫向偏移，若有偏差并且偏差較時，就必須立即進行誤差分析并確定調整方法，為下一節段更為精確的施工做好準備工作。橫向偏移可以通過精確測量控制和調整來達到要求，而影響豎向撓度的因素很多（如施工荷載、掛藍自重、溫度變化等），施工時就要充分考慮影響撓度的各種影響，在各節段設預拋高，也就是控制立模標高。內力控制則是控制主梁在施工過程中以及成橋后的應力，尤其是合攏時間的控制，使其不致過而偏于不安全，甚至在施工過程中造成主梁破壞。
懸臂施工屬于典型的自架設施工方法。由于連續梁橋在施工過程中的已成結構（懸臂節段）狀態是無法事后調整的，所以，施工控制主要采用預測控制法。連續梁橋施工控制主要體現在施工控制模擬結構分析、施工監測（包括結構變形與應變監測等）施工誤差分析以及后續施工狀態預測幾個方面。
施工控制的最基本要求是確保施工中結構的安全和確保結構形成后的外形和內力狀態符合設計要求。橋采用懸臂澆筑施工，因其跨徑較、連續孔數多，最終形成必須經歷一個漫長而又復雜的施工與體系轉換過程。通過理論計算可以得到各施工階段的理論主梁標高值，但在施工中存在著許多誤差，這些誤差均將不同程度地對成橋目標的實現產生干擾，并可能導致橋梁合攏困難、成橋線形與設計要求不符等問題，因此，為了確保橋施工安全，成橋線形符合要求，在施工中必須實施有效的施工控制。
三、橋梁施工控制系統的建立
任何產品的產生都是經歷了管理流程、生產流程和技術流程，橋梁也可以當作一種特殊的產品，在橋梁建設的過程中也同樣要經歷著不同的流程。在橋梁的施工中，為了保證橋的安全和施工中準確性所經歷的流程就構成了橋梁施工控制系統。這個系統關系到業主單位、監理單位、監控單位、設計單位和施工單位等。這個橋梁施工控制系統主要由兩部分組成：管理實施流程和施工控制技術流程。
管理實施流程建立了施工控制中的總體工作流程，說明了各單位間的工作關系。管理實施流程的運作直接關系橋的建設進度和質量。
連續梁懸臂施工控制是 施工→量測→識別→誤差分析→修正→預告→施工的循環過程。
四、施工控制的實現及其成果
結合橋的建設，介紹該工程的撓度觀測、施工中的掛籃及支架、立模標高的計算公式和部分施工控制的成果等。
1、撓度觀測
2、施工掛籃
3、施工支架
4、應用灰色預測和曲線擬合法的施工誤差調整
橋的施工控制中，對于誤差的調整采用曲線擬合法和灰色預測法的結合。在懸臂施工的2#～9#塊采用曲線擬合的方法對施工誤差進行調整，以保證成橋線形的平順；10#～11#塊采用灰色預測法對誤差調整。
從施工控制的結果來看，一般在9#塊施工完畢，實際的梁體線形與計算的線形已非常的接近。在10#和11#塊的控制中，采用灰色預測法可以使合攏段的標高接近計算值，而不致產生較的偏差影響合攏施工。另外，合攏段標高的準確，也能夠保證后合攏跨的施工質量，減弱對于后繼施工的不利影響。
五、總結
本文以某橋主橋的施工控制工作為背景，闡述了現代施工控制理論在連續梁橋懸臂施工的施工控制中的應用。
