论文部分内容阅读
【摘 要】 本文讲述连续刚构桥梁施工控制的概括与必要性，同时点出其控制的内容与原则，主要论述了连续刚构桥梁悬臂施工过程中进行施工控制，总结出在桥梁悬臂施工中施工控制的方法，以供参考。
【关键词】 大跨径;连续性;刚构;控制技术
引言：
连续刚构桥有着受力合理、跨越能力大，对环境的适应能力强，行车舒适等多方面的优点，是近几十年来在国内外主要采用的桥梁结构型式之一。然而，随着其跨度的不断增大，墩高不断增加，连续刚构桥的问题也逐渐显现出来，如悬臂浇筑法施工中节段标高难以准确控制，营运期间挠度增大，腹板开裂等。
一、国内连续刚构的发展
在我国，连续刚构桥发展的起步较晚，但是通过长期以来的理论创新和坚持不懈的实践检验，我国连续刚构桥梁的设计和现场施工技术如今已取得了许多宝贵的经验。例如，连续刚构桥梁的边中跨之比，除了地形条件有限制采用不对称布置而外，一般都取在0.5～0.692之间，较之变截面的连续梁桥的0.7～0.8要小一些。为了减轻梁体自重又使结构受力满足要求，通常将主梁设置为变截面的梁体，这个箱梁高度的确定，由经验可取箱梁根部的高跨比为1/15～1/20.6，且大多在1/18左右，跨中的箱梁截面高度可通过1.5～1.8次的抛物线来确定。同样对于箱梁的腹板厚度及底板厚度都已总结出了相应的范围可供参考。
二、连续刚构桥的特点
连续刚构桥是由连续梁桥逐渐演化而来，较之连续梁桥和T型刚构，它拥有如下特点：1）桥墩与箱梁固结，桥墩纵向刚度较小，柔度大，造成梁体与墩柱共同受力，减少了墩顶处的负弯矩，但是这种结构呈现为多次超静定结构，会受混凝土收缩、徐变及温度变化等因素的影响[2]，产生较大的附加内力;2）箱梁水平上的位移有柔度较大的桥墩来承担，伸缩缝设置减少，行车舒适;3）整个桥梁线形优美，通航条件容易满足，而且整体稳定性较好，抗震能力较为优越;4）施工方便，经济合理，特别适合山区跨谷桥梁建设。对于山区桥梁建设来说，施工场地和运输条件通常都比较苛刻，连续刚构桥梁的建设中的悬臂对称现浇法就能良好的克服这些特有的难题，为山区的桥梁施工提供了良好的条件。国内已建成一些线形优美的连续刚构桥梁，如图1所示。
图1 重庆黄花园大桥
三、桥梁施工控制技术的重要性
对于桥梁建设来说，桥梁施工是十分重要的一个环节，它是把设计图纸上的设计目标转变成实际工程的关键性步骤。在桥梁施工这一系统工程中，设计图纸就是施工的依据和目标，而面临着施工过程中林林总总的确定或不确定因素的影响，我们迫切需要找到实现我们的建设目标，使实际建设出来的工程更接近我们的设计理想状态的方法。
桥梁施工过程复杂而漫长，工序复杂而又繁多，其状态也必然承受着诸多如：气候环境、施工临时荷载、预应力张拉情况以及混凝土的收缩、徐变等因素的影响，使得最终的成桥状态偏离我们设计的理想状态，更达不到我们预期的效果。例如，对斜拉桥通过对拉索的调配来调整梁体的受力，以期与设计相符;悬臂现浇的连续刚构桥对施工温度影响的控制和合拢段温度选择等问题，都是能通过实时的施工控制来实现的。这样，修建完成的桥梁受力才会合理，质量才有保证，才能最大限度的符合于设计理论。
四、施工控制的内容
（一）桥梁结构的应力控制
桥梁施工控制中应力控制不但关乎所建桥梁结构的质量，还涉及到整个施工过程的安全问题。我们不光要使得桥梁施工过程中的实际应力状态与设计应力状态相符，还需要随时监测各施工阶段在施工临时荷载和其他不利因素的影响下结构的应力是否有突变或存在着安全隐患。为此就可以随时知道桥梁结构的实时应力状态，从而推测出混凝土的配合比是否满足要求，预应力钢束的张拉是否到位，以完成梁段的质量是否达标等诸多问题。
（二）桥梁结构的变形控制
成桥线形对于大跨径混凝土桥梁来说是十分重要的，这不仅仅只是美不美观的问题，也是关系到桥梁使用期间结构受力是否合理，工作是否正常的问题。另外，线形控制能够直观的反应施工控制的实际效果，为其他几项控制内容提供检验的依据。为了使桥梁在成桥后能够按照设计的要求进行正常工作，我们事先就预期了一条合理的成桥线形，并希望施工完成后的实际线形能与之接近。但是，在分阶段施工的桥梁中结构总是要产生变形的，线形是不断变化的，而且还容易受到许多干扰因素的影响，这样就很容易致使桥梁线形偏离预期状态，桥梁最后难以顺利合拢或是与设计要求相去甚远。
桥梁施工控制中的变形控制就是针对上述问题而采取的相应措施。通过对实际工程结构的仿真模拟计算可以得到每一个施工阶段理论的线形状态，只要对实际施工过程中的变形进行严格控制，并对影响结构变形的各个因素做出正确的估计，就能将每一阶段的实际线形控制在接近理论线形的范围内。只要每一个施工阶段桥梁结构的实际线形都牢牢的控制在了预期范围内，那么最后的合拢工作就不再是问题，成桥后的线形自然也就与事先预期的状态相接近了。
（三）桥梁结构安全控制
保证质量就是对安全负责，注重质量也要以施工安全为前提，因此，桥梁施工控制除了上述的三项控制以外，还包括了结构安全控制。桥梁施工变形控制是为了使结构受力合理，工作良好，是为将来桥梁的运营安全打基础，然而，应力控制和稳定性控制则是切实的关系着桥梁从建设到运营的安全。因此可以说桥梁施工安全控制既是变形控制、应力控制、稳定性控制三者的综合体现，又至始至终贯穿在这三项控制之中，浑然一体，密不可分。
四、桥梁施工中大跨径的主要控制技术
（一）超高墩外翻内爬模设计及垂直度及防裂施工控制
由于高墩施工中的混凝土外观质量及垂直度控制的高要求，因此，在设计模板时对模板的整体刚度必须考虑，加设桁架在模板外侧时，结合桁架并设置操作平台在外模外侧沿模板四周，并布置上下人梯在各层模板间，便于施工需要及工人上下检查。内外模板间为了确保施工质量，采用拉筋加固。施工时，正常3天一个循环，一个循环浇筑混凝土6m，每墩日进尺可达2m，做到快速流水作业，从工艺上施工效率明显提高，对整个墩身实现了零施工缝。
（二）大体积承台混凝土冬季施工技术
过程中为确保混凝土浇注不出现裂缝，必须采取可靠措施：一是通过在承台混凝土结构内部埋设测温点和冷却水管，通过冷却水循环，减小内表温差，降低混凝土内部温度，混凝土内外温差控制要高于25℃，通过测温点测量，掌握内部各测点温度变化，冷却水的流量以便及时调整，精确控制温差;二是从原材料着手，通过优化混凝土的配合比，掺入一定量的粉煤灰和采用低水化热的水泥，使得混凝土产生的水化热降低;三是因在冬季施工，极端最低气温-21.4℃，项目所在地区气温较低，且早晚温差较大，因此，混凝土外部的保温措施必须加强，确保混凝土的内外温差小于25℃，并防止混凝土因外部温度过低导致表面被冻裂;四是在5℃左右控制混凝土的入模温度，混凝土本身以降低水化绝对热。
（三）超高墩大跨预应力刚筋混凝土曲线连续刚构线型控制施工技术
线型控制分为轴向线型控制和竖向挠度线型控制两个部分，对于一般的连续刚构桥梁而言，线型控制主要为竖向挠度控制，但由于高墩桥的特殊性，挠度及轴向的线型控制均较为重要。
五、结束语
总而言之，应高度重视在大跨径桥梁施工中施工控制，不仅可以起到辅助指导和补充设计施工的作用，更重要的是对影响施工的各种检测、因素及有关的问题可以解决;在实际建设中由于施工控制所处的位置不明确，导致了施工控制的实施比较困难，这就要求对施工控制的管理和领导工作我们要完善和加强;同时要进一步完善和研究施工控制技术，向桥梁运营阶段延伸。
参考文献：
[1]罗凤林，谢邦珠.预应力混凝土连续刚构桥的几个问题探讨[J].四川省公路学会，2004，（2）：89-92
[2]杨胜.高墩大跨连续刚构桥悬臂施工线型控制及应力监控研究[D].长沙：长沙理工大学，2006.
【关键词】 大跨径;连续性;刚构;控制技术
引言：
连续刚构桥有着受力合理、跨越能力大，对环境的适应能力强，行车舒适等多方面的优点，是近几十年来在国内外主要采用的桥梁结构型式之一。然而，随着其跨度的不断增大，墩高不断增加，连续刚构桥的问题也逐渐显现出来，如悬臂浇筑法施工中节段标高难以准确控制，营运期间挠度增大，腹板开裂等。
一、国内连续刚构的发展
在我国，连续刚构桥发展的起步较晚，但是通过长期以来的理论创新和坚持不懈的实践检验，我国连续刚构桥梁的设计和现场施工技术如今已取得了许多宝贵的经验。例如，连续刚构桥梁的边中跨之比，除了地形条件有限制采用不对称布置而外，一般都取在0.5～0.692之间，较之变截面的连续梁桥的0.7～0.8要小一些。为了减轻梁体自重又使结构受力满足要求，通常将主梁设置为变截面的梁体，这个箱梁高度的确定，由经验可取箱梁根部的高跨比为1/15～1/20.6，且大多在1/18左右，跨中的箱梁截面高度可通过1.5～1.8次的抛物线来确定。同样对于箱梁的腹板厚度及底板厚度都已总结出了相应的范围可供参考。
二、连续刚构桥的特点
连续刚构桥是由连续梁桥逐渐演化而来，较之连续梁桥和T型刚构，它拥有如下特点：1）桥墩与箱梁固结，桥墩纵向刚度较小，柔度大，造成梁体与墩柱共同受力，减少了墩顶处的负弯矩，但是这种结构呈现为多次超静定结构，会受混凝土收缩、徐变及温度变化等因素的影响[2]，产生较大的附加内力;2）箱梁水平上的位移有柔度较大的桥墩来承担，伸缩缝设置减少，行车舒适;3）整个桥梁线形优美，通航条件容易满足，而且整体稳定性较好，抗震能力较为优越;4）施工方便，经济合理，特别适合山区跨谷桥梁建设。对于山区桥梁建设来说，施工场地和运输条件通常都比较苛刻，连续刚构桥梁的建设中的悬臂对称现浇法就能良好的克服这些特有的难题，为山区的桥梁施工提供了良好的条件。国内已建成一些线形优美的连续刚构桥梁，如图1所示。
图1 重庆黄花园大桥
三、桥梁施工控制技术的重要性
对于桥梁建设来说，桥梁施工是十分重要的一个环节，它是把设计图纸上的设计目标转变成实际工程的关键性步骤。在桥梁施工这一系统工程中，设计图纸就是施工的依据和目标，而面临着施工过程中林林总总的确定或不确定因素的影响，我们迫切需要找到实现我们的建设目标，使实际建设出来的工程更接近我们的设计理想状态的方法。
桥梁施工过程复杂而漫长，工序复杂而又繁多，其状态也必然承受着诸多如：气候环境、施工临时荷载、预应力张拉情况以及混凝土的收缩、徐变等因素的影响，使得最终的成桥状态偏离我们设计的理想状态，更达不到我们预期的效果。例如，对斜拉桥通过对拉索的调配来调整梁体的受力，以期与设计相符;悬臂现浇的连续刚构桥对施工温度影响的控制和合拢段温度选择等问题，都是能通过实时的施工控制来实现的。这样，修建完成的桥梁受力才会合理，质量才有保证，才能最大限度的符合于设计理论。
四、施工控制的内容
（一）桥梁结构的应力控制
桥梁施工控制中应力控制不但关乎所建桥梁结构的质量，还涉及到整个施工过程的安全问题。我们不光要使得桥梁施工过程中的实际应力状态与设计应力状态相符，还需要随时监测各施工阶段在施工临时荷载和其他不利因素的影响下结构的应力是否有突变或存在着安全隐患。为此就可以随时知道桥梁结构的实时应力状态，从而推测出混凝土的配合比是否满足要求，预应力钢束的张拉是否到位，以完成梁段的质量是否达标等诸多问题。
（二）桥梁结构的变形控制
成桥线形对于大跨径混凝土桥梁来说是十分重要的，这不仅仅只是美不美观的问题，也是关系到桥梁使用期间结构受力是否合理，工作是否正常的问题。另外，线形控制能够直观的反应施工控制的实际效果，为其他几项控制内容提供检验的依据。为了使桥梁在成桥后能够按照设计的要求进行正常工作，我们事先就预期了一条合理的成桥线形，并希望施工完成后的实际线形能与之接近。但是，在分阶段施工的桥梁中结构总是要产生变形的，线形是不断变化的，而且还容易受到许多干扰因素的影响，这样就很容易致使桥梁线形偏离预期状态，桥梁最后难以顺利合拢或是与设计要求相去甚远。
桥梁施工控制中的变形控制就是针对上述问题而采取的相应措施。通过对实际工程结构的仿真模拟计算可以得到每一个施工阶段理论的线形状态，只要对实际施工过程中的变形进行严格控制，并对影响结构变形的各个因素做出正确的估计，就能将每一阶段的实际线形控制在接近理论线形的范围内。只要每一个施工阶段桥梁结构的实际线形都牢牢的控制在了预期范围内，那么最后的合拢工作就不再是问题，成桥后的线形自然也就与事先预期的状态相接近了。
（三）桥梁结构安全控制
保证质量就是对安全负责，注重质量也要以施工安全为前提，因此，桥梁施工控制除了上述的三项控制以外，还包括了结构安全控制。桥梁施工变形控制是为了使结构受力合理，工作良好，是为将来桥梁的运营安全打基础，然而，应力控制和稳定性控制则是切实的关系着桥梁从建设到运营的安全。因此可以说桥梁施工安全控制既是变形控制、应力控制、稳定性控制三者的综合体现，又至始至终贯穿在这三项控制之中，浑然一体，密不可分。
四、桥梁施工中大跨径的主要控制技术
（一）超高墩外翻内爬模设计及垂直度及防裂施工控制
由于高墩施工中的混凝土外观质量及垂直度控制的高要求，因此，在设计模板时对模板的整体刚度必须考虑，加设桁架在模板外侧时，结合桁架并设置操作平台在外模外侧沿模板四周，并布置上下人梯在各层模板间，便于施工需要及工人上下检查。内外模板间为了确保施工质量，采用拉筋加固。施工时，正常3天一个循环，一个循环浇筑混凝土6m，每墩日进尺可达2m，做到快速流水作业，从工艺上施工效率明显提高，对整个墩身实现了零施工缝。
（二）大体积承台混凝土冬季施工技术
过程中为确保混凝土浇注不出现裂缝，必须采取可靠措施：一是通过在承台混凝土结构内部埋设测温点和冷却水管，通过冷却水循环，减小内表温差，降低混凝土内部温度，混凝土内外温差控制要高于25℃，通过测温点测量，掌握内部各测点温度变化，冷却水的流量以便及时调整，精确控制温差;二是从原材料着手，通过优化混凝土的配合比，掺入一定量的粉煤灰和采用低水化热的水泥，使得混凝土产生的水化热降低;三是因在冬季施工，极端最低气温-21.4℃，项目所在地区气温较低，且早晚温差较大，因此，混凝土外部的保温措施必须加强，确保混凝土的内外温差小于25℃，并防止混凝土因外部温度过低导致表面被冻裂;四是在5℃左右控制混凝土的入模温度，混凝土本身以降低水化绝对热。
（三）超高墩大跨预应力刚筋混凝土曲线连续刚构线型控制施工技术
线型控制分为轴向线型控制和竖向挠度线型控制两个部分，对于一般的连续刚构桥梁而言，线型控制主要为竖向挠度控制，但由于高墩桥的特殊性，挠度及轴向的线型控制均较为重要。
五、结束语
总而言之，应高度重视在大跨径桥梁施工中施工控制，不仅可以起到辅助指导和补充设计施工的作用，更重要的是对影响施工的各种检测、因素及有关的问题可以解决;在实际建设中由于施工控制所处的位置不明确，导致了施工控制的实施比较困难，这就要求对施工控制的管理和领导工作我们要完善和加强;同时要进一步完善和研究施工控制技术，向桥梁运营阶段延伸。
参考文献：
[1]罗凤林，谢邦珠.预应力混凝土连续刚构桥的几个问题探讨[J].四川省公路学会，2004，（2）：89-92
[2]杨胜.高墩大跨连续刚构桥悬臂施工线型控制及应力监控研究[D].长沙：长沙理工大学，2006.