摘要：奉節(jié)長江大橋是主跨460m的雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋。采用前支點掛籃進行主梁懸澆施工，施工過程中對索力、線形雙控，安裝控制難度大。本文介紹該橋施工監(jiān)控的原則、方法、內(nèi)容、實施過程及主要特點。

關(guān)鍵詞：大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋；懸澆施工；無應(yīng)力狀態(tài)控制法

1 工程概況

奉節(jié)長江大橋是主跨460米的雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，采用不對稱五跨布置，即（30.4＋202.6）＋460＋（174.7＋25.3），見圖1。塔梁間采用縱向彈性半漂浮體系；主塔采用A型空間混凝土索塔，主梁邊跨因壓重需要采用箱梁，其余均采用邊主梁，梁高2.5米，梁寬20.5米，梁上標準索距7.85米；每塔布置28對斜拉索。

奉節(jié)長江大橋主梁標準節(jié)段長7.85米，采用前支點掛籃懸澆施工。

2 施工監(jiān)控

2.1 施工監(jiān)控目的

奉節(jié)長江大橋主跨跨徑為預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋世界第四，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，超靜定次數(shù)高，施工難度大。其成橋的梁部線形和結(jié)構(gòu)內(nèi)力與施工方法有密切關(guān)系。同時，由于各種因素(如材料彈性模量、混凝土收縮徐變系數(shù)、結(jié)構(gòu)自重、施工荷載、溫度等)的隨機影響以及測量等方面誤差的影響，結(jié)構(gòu)理論設(shè)計值難以做到與實際測量值完全一致，兩者之間存在偏差。若對偏差不加以及時有效調(diào)整，隨著施工的進展，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線形會顯著偏離設(shè)計值，為確保斜拉橋在施工過程中結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)始終處于安全的范圍內(nèi)，成橋后主梁的線形符合預(yù)先的期望，結(jié)構(gòu)本身又處于最優(yōu)的受力狀態(tài)，這就要求在施工過程中必須進行嚴格的施工監(jiān)控。

2.2 施工監(jiān)控原則

針對奉節(jié)長江大橋跨度大、結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜、施工控制難度大等特點，確定施工控制原則是：對結(jié)構(gòu)安全性、變形和內(nèi)力狀態(tài)進行綜合考慮，對變形、內(nèi)力進行有效控制?？刂浦胁捎脴烁吆退髁﹄p控，在懸臂施工階段以主梁線形控制為主，兼顧索力；在后期調(diào)索階段，以索力控制為主，兼顧主梁線形。修正在施工過程中各種影響產(chǎn)生的應(yīng)力和變位，確保成橋后結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布合理，線形滿足設(shè)計要求。

2.3 施工監(jiān)控計算

施工過程模擬計算是斜拉橋施工控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，本橋監(jiān)控計算應(yīng)用\"無應(yīng)力狀態(tài)控制法\"。首先，在主梁施工前，進行較大步驟的安裝計算獲得每個節(jié)段施工時的控制高程和索力；其次，考慮到索的非線性效應(yīng)和混凝土收縮徐變影響，其結(jié)果將偏離成橋內(nèi)力狀態(tài)，這些因素的影響均可通過幾次迭代過程加以修正。此分析軟件采用的是正裝計算，避開了費時的倒拆正裝計算。計算內(nèi)容主要包括：（1）各施工狀態(tài)及成橋狀態(tài)下狀態(tài)變量的理論值：包括主梁標高、索力及控制截面應(yīng)力等；（2）施工控制數(shù)據(jù)理論值：包括立模標高及索力。

3 施工監(jiān)控實施步驟及監(jiān)控內(nèi)容

本橋主梁標準節(jié)段懸澆施工分8步：①掛籃前移并立模；②安裝及初張拉待澆主梁節(jié)段處斜拉索（斜拉索梁端錨固在掛籃上）；③澆注節(jié)段一半混凝土；④第二次張拉斜拉索；⑤澆注節(jié)段剩余混凝土；⑥待梁體混凝土強度達到規(guī)定設(shè)計強度后，張拉梁體預(yù)應(yīng)力；⑦將斜拉索梁端從掛籃上轉(zhuǎn)換到梁體上錨固；⑧斜拉索第三次張拉至安裝索力。主要監(jiān)控內(nèi)容如下：

3.1斜拉索索力控制

斜拉索索力是斜拉橋施工監(jiān)控最為關(guān)心的因素。索力的變化不僅影響橋梁線形變化，還會引起內(nèi)力的變化。索力是可以準確測量的變量，我們通過控制索力達到控制橋梁內(nèi)力的目的。

索力測試內(nèi)容包括：施工掛籃掛索后、每懸澆一個節(jié)段后、體系轉(zhuǎn)換張拉拉索時鄰近的5對索、中間調(diào)索和全橋合龍調(diào)索時全部拉索索力。

索力的控制：斜索初張拉給出張拉力，以后索力張拉均采用錨頭伸縮量控制，同時記錄千斤頂讀數(shù)，張拉完畢，采用頻譜分析法進行比較，最后以頻譜分析法測量為準。免除了由于施工荷載、張拉摩阻等一系列不定因素的影響，使張拉索力控制得以順利實施，從而提高施工進度，同時可避免由于索力張拉不準而造成施工過程不可逆的破壞。

3.2主梁線形測試

本橋為懸臂澆注施工且體系剛度相對較小，掛籃自重、混凝土自重、施工荷載、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化、混凝土收縮徐變、日照和溫度等對主梁撓度影響很大。為確保主梁線形平順和合龍順利，每一段梁從立模、混凝土澆注、斜拉索張拉、掛籃前移等工況都要進行懸臂前端5段梁標高測試和控制，對實測標高和目標標高進行比較，若存在較大偏差，則通過調(diào)整下節(jié)施工梁段的立模標高或在索力控制范圍內(nèi)進行調(diào)索，使實測標高和目標值盡量吻合。為減少氣溫對主梁標高的影響，立模及測試時間要求在凌晨2點至6點，溫度對主梁標高影響通過理論計算修正后計入立模標高內(nèi)。

3.3應(yīng)力測試

斜拉橋應(yīng)力監(jiān)測包括主梁和塔的應(yīng)力監(jiān)測。目的是了解梁塔控制截面的應(yīng)力狀況，確保結(jié)構(gòu)安全。應(yīng)力測試包含以下控制截面：安裝及成橋階段主梁最大正、負彎矩截面，主塔及橫梁的應(yīng)力控制截面等。

應(yīng)力測試影響因素相當(dāng)復(fù)雜，除荷載作用引起的彈性應(yīng)變之外還有與收縮、徐變、溫度等因素有關(guān)的應(yīng)變。本橋在埋設(shè)應(yīng)力測點的相同部位埋設(shè)無應(yīng)力計，補償混凝土自身的體積應(yīng)變、收縮應(yīng)變及自由溫度應(yīng)變。并且在測試工藝上采取有效措施，使混凝土徐變和溫差產(chǎn)生的應(yīng)變減少到最低限度，根據(jù)測量時的齡期、環(huán)境溫度狀態(tài)進行修正，這樣可滿足施工監(jiān)控的目的。

3.4溫度測試

溫度對斜拉橋監(jiān)控的影響從理論研究看出，對主梁線形、斜拉索索力這幾項主要監(jiān)控變量影響較大的是局部溫差，如索梁溫差，塔兩側(cè)溫差，主梁梯度溫度。而這些局部溫差都是由于日照引起的。由于日照的強度、方向不斷變化，這給監(jiān)控帶來困難，主要表現(xiàn)為：（１）由于無法埋設(shè)足夠多的測溫元件，所以無法準確計算日照對斜拉橋的局部溫度影響。（２）由于整個監(jiān)控測量時間較長，斜拉橋在這段時間狀態(tài)是不斷變化的，所以開始測量的數(shù)據(jù)和最后測量的數(shù)據(jù)不在同一狀態(tài)下?；谝陨蟽牲c，我們將監(jiān)控測量安排在沒有日照的凌晨進行，溫度比較平穩(wěn)，局部溫差也是一天中最小的。

4 結(jié)論

奉節(jié)長江大橋應(yīng)用\"無應(yīng)力狀態(tài)法\"的控制原理進行施工監(jiān)控，在監(jiān)控過程中采用索力和線形雙控的原則，對線形、索力、應(yīng)力等進行了有效的控制。主梁線形和斜拉索索力的預(yù)設(shè)最大誤差值分別為±3cm和±5％，控制結(jié)果達到了預(yù)定的\"雙控\"目標精度，邊跨及中跨合攏均達到毫米級的合攏精度。確保了斜拉橋施工安全、合龍順利及成橋線形順暢、內(nèi)力分布合理，滿足設(shè)計和規(guī)范要求，實現(xiàn)了預(yù)期的施工控制目標。該橋中運用的施工控制理論和控制技術(shù)對今后同類型橋梁的施工監(jiān)控工作具有很好的借鑒意義。

參考文獻

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[2]文武松，王邦楣.斜拉橋施工階段監(jiān)測監(jiān)控的內(nèi)容和方法.橋梁建設(shè)，1999(4)

作者簡介：衛(wèi)?。?977-），男，工程師，1999年畢業(yè)于長沙鐵道學(xué)院（現(xiàn)中南大學(xué)）土木工程專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位