摘 要：本文以向陽特大橋施工監(jiān)控為工程背景，通過對已完成的工程狀態(tài)和施工過程的監(jiān)測，收集控制參數(shù)，分析施工中產(chǎn)生的誤差，通過理論計算和實測結(jié)果的比較分析、誤差調(diào)整，預測后續(xù)施工過程的結(jié)構(gòu)形狀，提出后續(xù)施工過程應采取的技術措施，調(diào)整必要的施工工藝和技術方案，使成橋后結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線形處于有效的控制之中。

關鍵詞：連續(xù)梁橋施工監(jiān)控應力監(jiān)測線形控制

一、工程概況

向陽特大橋位于四川省北川縣安昌鎮(zhèn)，是XX至XX高速公路跨越小河溝的一座特大橋。主橋平面位于半徑為1500米的圓曲線上，小河溝不通航，橋高不受設計洪水位控制，由路線標高決定，橋面至溝底水面約115m。向陽特大橋跨徑組合右幅為（2x40m）簡支T梁+（95m+180m+95m）連續(xù)剛構(gòu)+（6x40m）簡支T梁，橋梁全長707m.；左幅為（2x40m）簡支T梁+（95m+180m+95m）連續(xù)剛構(gòu)+（5x40m）簡支T梁，橋梁全長667m.。

二、監(jiān)控目標

通過對橋梁施工中的結(jié)構(gòu)標高，關鍵截面溫度、應力進行跟蹤測量，對施工支架等進行復核計算，掌握施工中結(jié)構(gòu)受力情況，對事故起到預警作用，以保證施工過程中的安全。本監(jiān)控最終目標是使成橋后的線形與設計線形在各測點的誤差均控制在規(guī)范規(guī)定和設計要求的范圍之內(nèi)。

三、監(jiān)控方法

目前同濟大學橋梁工程系經(jīng)過多年的施工控制實踐，在節(jié)段施工橋梁的施工控制方面提出了自適應控制的思路。對于預應力混凝土橋梁，施工中每個工況的受力狀態(tài)達不到設計所確定的理想目標的重要原因是計算模型中計算參數(shù)的取值問題。主要是以下幾個因素：1）混凝土彈性模量；2）材料的容重；3）混凝土收縮、徐變系數(shù)；4）永存預應力等。與施工中實際情況有一定的差距以及環(huán)境溫度、臨時荷載的影響。要得到比較準確的控制調(diào)整措施，必須先根據(jù)施工中實測到的結(jié)構(gòu)反應來修正計算模型中的這些參數(shù)值，以使計算模型在與實際結(jié)構(gòu)磨合一段時間后，自動適應結(jié)構(gòu)的物理力學規(guī)律，當計算模型與實際結(jié)構(gòu)相吻合后，再用計算模型來指導以后的施工，這就是自適應控制的基本原理。在閉環(huán)反饋控制基礎上，再加上一個系統(tǒng)辯識過程，整個控制系統(tǒng)就成為自適應控制系統(tǒng)

四、施工控制工作內(nèi)容

（1）施工控制參數(shù)的選取

施工控制計算參數(shù)主要來源兩方面：來源施工設計圖紙，對施工設計圖紙進行深入的分析，把握橋梁結(jié)構(gòu)計算模型的坐標、依據(jù)圖紙對橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行面積和重量計算；另一方面來源于設計、施工（加工）、監(jiān)理等單位，通過對設計圖紙的深入理解，向有關單位收集計算的實際參數(shù)。影響施工控制計算的參數(shù)有：混凝土主梁重量的誤差；混凝土配合比及彈性模量等的不準確；橋面施工荷載重量的誤差；混凝土徐變及收縮參數(shù)的不確定引起的應力重分布；永存預應力；臨時荷載的不確定性影響；

（2）設計施工圖復核計算分析

在施工控制開始前，根據(jù)施工圖及施工方案（考慮分階段掛籃懸臂澆筑、預應力張拉、體系轉(zhuǎn)換等工況），對結(jié)構(gòu)進行全施工過程模擬計算，計算采用我們自編的橋梁綜合分析程序進行，并用Ansys建模復核。

主要計算分析內(nèi)容包括以下幾個方面：全施工過程模擬計算；臨時結(jié)構(gòu)復核計算；主跨預拱度設置計算；預應力損失長期效應影響計算分析；對橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中的應力按規(guī)范要求進行驗算；對使用階段橋梁結(jié)構(gòu)的應力、變形以及承載能力進行驗算；從構(gòu)造方面來檢查其預應力鋼筋和普通鋼筋的布置是否滿足規(guī)范要求。

（3）施工過程仿真模擬計算

根據(jù)施工單位提供的施工技術方案對結(jié)構(gòu)進行全施工過程模擬計算，主要內(nèi)容有：各梁段掛籃前移定位的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應力和撓度；各梁段澆筑梁段混凝土后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應力和撓度；各梁段張拉預應力后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應力和撓度；合攏段臨時連接后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應力和撓度；合攏段澆筑混凝土后（假定為荷載）的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應力和撓度；合攏段澆筑混凝土后（已成為結(jié)構(gòu)）的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應力和撓度；

（4）立模標高的確定及調(diào)整

在本橋的懸臂施工過程中，梁段立模標高的合理確定是關系到主梁的線形是否平順、是否符合設計的一個重要問題。如果在確定立模標高時考慮的因素比較符合實際，而且加以正確的控制，則最終成橋線形一般是較為良好的；相反，如果考慮的因素和實際情況不符合，控制不力，則最終成橋線形會與設計線形有較大的偏差。

五、施工控制現(xiàn)場監(jiān)測

施工控制主要有兩方面內(nèi)容，變形監(jiān)測和應力監(jiān)測。對于本項目施工控制現(xiàn)場監(jiān)測的內(nèi)容有：線形監(jiān)測；關鍵截面應力監(jiān)測；結(jié)構(gòu)溫度場監(jiān)測。

（1）線形監(jiān)測

測量控制網(wǎng)監(jiān)測人員進場后，施工單位提供施工測量控制網(wǎng)點布置資料，監(jiān)測人員根據(jù)現(xiàn)場情況建立的各橋平面控制網(wǎng)，依托施工單位已建立的高程控制網(wǎng)點，設立監(jiān)控高程控制點。在施工過程中，線形控制測量數(shù)據(jù)由施工單位提供，現(xiàn)存監(jiān)測人員在下述情況下對高程控制的基準點進行復測：結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換前后；基礎發(fā)生較大的沉降變化時；施工控制小組經(jīng)分析后認為有必要進行復測時。

六、施工監(jiān)控結(jié)論和建議

本文以向陽特大橋施工監(jiān)控為依托，對大跨度預應力混凝土連續(xù)梁橋的施工監(jiān)控進行研究。由于本人的水平有限，時間倉促，在整個施工過程中沒有學習和參與施工控制計算和施工控制中的參數(shù)識別，所以在本課題中沒有涉及到這兩個監(jiān)控方面的內(nèi)容，這也使課題缺少了理論支持，所以課題的著重點放在施工現(xiàn)場監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集方面。介紹橋梁結(jié)構(gòu)施工監(jiān)控的意義、內(nèi)容，在此基礎上介紹并歸納了大跨度橋梁結(jié)構(gòu)施工監(jiān)控的基本原理與方法。通過施工過程的數(shù)據(jù)采集和嚴格控制，保證結(jié)構(gòu)的受力合理和線形平順， 確保結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，為大橋安全順利建成提供技術保障。通過本文的研究得到如下的結(jié)論：

（1）、線形控制工作貫穿于橋梁施工的全過程，涉及影響梁高程的每一道工序，對橋梁成橋后自身的平順程度具有重要意義，同時也決定著橋梁在整個路線中的承前啟后是否自然合理。其突出的特點是理論計算與施工實施緊密關聯(lián)，兩者缺一不可。所以，施工過程需要科學管理、嚴格要求和精心操作。

（2）、本橋采用的是掛籃懸臂澆筑施工，掛籃的剛度和變形（彈性、非彈性）對主梁的線形會有較大的影響。懸臂澆筑施工過程中，必須保證掛籃的安全和穩(wěn)定，明確掛籃對主梁結(jié)構(gòu)的作用，消除預測中因?qū)κ┕すに嚹M不客觀引起的誤差，以確保主梁的線形和內(nèi)力在控制之中，保障橋梁施工的順利安全進行。

（3）、預加應力是預應力混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形控制考慮的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，但預應力值的大小受很多因素的影響，包括張拉設備、管道摩阻、預應力鋼筋斷面尺寸、彈性模量等，施工控制中要對其取值誤差做出合理估計。

（4）、對混凝土橋梁結(jié)構(gòu)而言，材料收縮、徐變對結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形有較大的影響，這主要是由于施工中混凝土普遍存在加載齡期短、各階段齡期相差較大等引起的，施工監(jiān)控中要予以認真研究，以期采用合理的符合實際的徐變參數(shù)和計算模型。

參考文獻

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[3]顧安邦、張永水，《橋梁施工監(jiān)測與控制》，機械工業(yè)出版社，2005

[4]徐君蘭，《大跨度橋梁施工控制》，人民交通出版社，2000

作者簡介

王學彥（1974.05-）男黑龍江人副教授。