陳偉成

東源縣交通管理總站，廣東 河源 517000

隨著河源市東江兩岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展及紫金橋、黨演大橋垮塌事故頻發(fā)，河源市大跨度橋梁取得了快速的發(fā)展，其中義合鎮(zhèn)阮嘯仙紀(jì)念大橋采用連續(xù)鋼構(gòu)橋，大跨度的連續(xù)剛構(gòu)橋有著整體性較好、跨越能力強(qiáng)、受力性能好、施工難度低的特點(diǎn)。該類橋墩頂未設(shè)置伸縮縫，增強(qiáng)了行車的舒適度，此外由于在橋墩和主梁之間采用了剛性的固結(jié)形式，無須設(shè)置支座，施工工藝得到了有效的簡化[1]。但是據(jù)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前在懸臂施工的過程中容易出現(xiàn)開裂或者下?lián)线^大的現(xiàn)象，除此之外對(duì)于橋梁的使用荷載及耐久性也均提出了更高的要求，因此需要加強(qiáng)對(duì)橋梁施工過程的控制，從而確保橋梁在運(yùn)營過程中的安全性[2]。

1 連續(xù)鋼構(gòu)橋施工控制理論及常用方法

阮嘯仙紀(jì)念大橋是分節(jié)段施工，施工方法和進(jìn)度會(huì)對(duì)內(nèi)力的疊加產(chǎn)生影響，其累積變形也會(huì)有所差異。在橋梁施工的過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其內(nèi)力狀態(tài)，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)加以分析，預(yù)測(cè)性的控制后續(xù)施工[3]。

1.1 連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制內(nèi)容

（1）線形控制。線形控制主要包含平面軸線形及標(biāo)高控制，線形控制中的標(biāo)高控制是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。在對(duì)高橋墩大跨度的橋梁懸臂進(jìn)行施工時(shí)，由于受到掛籃自重、施工臨時(shí)荷載、預(yù)應(yīng)力等多方面因素的影響，施工段常出現(xiàn)下?lián)献冃蔚默F(xiàn)象，最終導(dǎo)致實(shí)測(cè)的標(biāo)高與理論變形之間存在著較大的差異。若在施工的過程中不能夠及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析調(diào)整，就會(huì)使得誤差不斷積累，最終影響合龍。

（2）應(yīng)力控制。懸臂施工時(shí)也需要對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，其中主要包括結(jié)構(gòu)的自重、施工荷載產(chǎn)生的應(yīng)力、溫度、收縮應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力及其他應(yīng)力。對(duì)于大跨度的連續(xù)剛構(gòu)橋由于施工的節(jié)段較多，混凝土齡期長，整個(gè)橋梁的施工工期較長，因而應(yīng)力監(jiān)測(cè)設(shè)備需要具有耐久性、穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)可靠。

（3）穩(wěn)定性控制。在施工時(shí)需要對(duì)墩頂?shù)乃轿灰啤?#塊托架、邊跨現(xiàn)澆支架、橫截面剛度等穩(wěn)定性進(jìn)行控制。澆筑梁端混凝土或者機(jī)械的不合規(guī)擺放均會(huì)導(dǎo)致橋墩頂偏位。0#塊的穩(wěn)定性主要受托架加工、安裝及張拉預(yù)應(yīng)力等方面的影響。

（4）合龍控制。合龍的順序通常為先邊跨、后次中跨，最后中跨合龍，合龍的時(shí)間點(diǎn)、溫度均會(huì)影響合龍段頂開力的大小。邊跨在合龍時(shí)需要設(shè)置支座預(yù)偏量，其中預(yù)偏量的大小通常是由混凝土的收縮變量所決定的。

（5）高墩的垂直控制。大跨度的連續(xù)剛構(gòu)橋通常采取設(shè)置單肢薄壁型空心墩，來使得橋墩具有一定的柔度。在橋墩的施工過程中需要重視測(cè)量放樣，在開挖之前就需要嚴(yán)格按照規(guī)定來布設(shè)控制點(diǎn)。特別是對(duì)于水準(zhǔn)點(diǎn)位置的布設(shè)，需要選擇地基穩(wěn)定、地質(zhì)條件好的區(qū)域。此外，還需要注重模板的加工控制，檢查模板板面的平整度、模板拼接縫的嚴(yán)密程度等。與此同時(shí)，還應(yīng)對(duì)高墩的垂直度進(jìn)行控制，在完成橋墩模板的安裝之后，采用質(zhì)量較大的垂球進(jìn)行模板垂直度的初步校驗(yàn)，然后再應(yīng)用全站儀進(jìn)行精確的復(fù)核。

1.2 橋梁施工的控制方法

（1）事后控制法。事后控制法通常應(yīng)用于結(jié)構(gòu)在施工過程中出現(xiàn)了較大的偏差，且不能夠滿足工程要求的情況。事后控制法主要是對(duì)已經(jīng)完成施工的構(gòu)件內(nèi)力及線形進(jìn)行調(diào)整，通常是在每個(gè)工序完成后或者是在所有的工序均已完成之后進(jìn)行。

（2）預(yù)測(cè)控制法。預(yù)測(cè)控制法也可以稱之為事前控制法，是在橋梁施工之前根據(jù)計(jì)算模型來預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問題，并充分考慮其影響因素。但在橋梁實(shí)際的施工中，與預(yù)測(cè)的期望值之間通常會(huì)存在著一定的差異，為了能夠進(jìn)一步縮短期望值與實(shí)際值之間的差距，可通過實(shí)際影響參數(shù)來對(duì)預(yù)測(cè)模型加以調(diào)整，盡可能提高預(yù)測(cè)的精度，指導(dǎo)施工，對(duì)已澆筑的節(jié)段內(nèi)力和變形進(jìn)行分析，并采取有效的措施。

（3）自適應(yīng)控制法。自適應(yīng)控制法通常應(yīng)用于工序復(fù)雜、反復(fù)循環(huán)施工、超靜定的大跨度橋梁之中。對(duì)比分析實(shí)測(cè)值與模型理論分析值之間的差距，識(shí)別出內(nèi)力和變形參數(shù)，尋找偏差原因、修正模型，用于指導(dǎo)下一階段的施工。

2 懸臂施工階段控制

2.1 標(biāo)高線形控制

阮嘯仙紀(jì)念大橋在進(jìn)行0#塊混凝土澆筑之前，將標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)于0#塊上部結(jié)構(gòu)中，輔助基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)在靠近箱梁邊緣處，其平面位置如圖1所示，且在每個(gè)節(jié)段的箱梁頂板之上還設(shè)置了3個(gè)測(cè)點(diǎn)，底板處布設(shè)了2個(gè)測(cè)點(diǎn)，以監(jiān)測(cè)箱梁截面的標(biāo)高變化，其測(cè)點(diǎn)布設(shè)的位置如圖2所示。中軸線的觀測(cè)通常采用全站儀，完成基點(diǎn)的選擇，并直接測(cè)量目標(biāo)兩端的直線坐標(biāo)，通過對(duì)比判斷出中線是否偏位。每個(gè)懸臂施工時(shí)對(duì)最近已澆筑的3個(gè)梁段的標(biāo)高控制點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，通過與理論值進(jìn)行對(duì)比分析，確保施工過程中懸臂梁的安全穩(wěn)定。標(biāo)高的監(jiān)測(cè)主要包括立模標(biāo)高復(fù)測(cè)、澆筑前測(cè)量、澆筑后測(cè)量、預(yù)應(yīng)力張拉后測(cè)量。掛籃立模的標(biāo)高為設(shè)計(jì)標(biāo)高、掛籃變形及預(yù)拱度之和。

圖1 標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)示意圖（單位：cm）

圖2 高程觀測(cè)點(diǎn)布置示意圖

2.2 應(yīng)力控制

影響應(yīng)力的因素較多，其中主要包括預(yù)應(yīng)力管道埋設(shè)位置偏差、截面尺寸偏差等方面的施工誤差，應(yīng)變傳感器埋設(shè)的位置，儀器的精度、溫度因素的影響，剪力滯效應(yīng)，混凝土的收縮徐變效應(yīng)等。大跨度的橋梁在施工的過程中具有復(fù)雜性、臨時(shí)性及不確定性的特點(diǎn)，因此在施工的過程中也會(huì)存在著不可預(yù)見的突發(fā)狀況。在施工之前首先需要根據(jù)有限元模型來分析出在各種施工工況下的累積應(yīng)力，待每個(gè)節(jié)段均完成澆筑之后，通過修正后與理論值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制。阮嘯仙紀(jì)念大橋施工控制中的預(yù)警分為三個(gè)等級(jí)，由一級(jí)到三級(jí)，觀測(cè)值與預(yù)測(cè)值之間的差距越來越大，所采取的措施也越來越嚴(yán)格，施工控制預(yù)警系統(tǒng)圖如圖3所示。

圖3 施工控制預(yù)警系統(tǒng)圖

3 合龍控制

連續(xù)剛構(gòu)橋的合龍工藝相對(duì)而言更為復(fù)雜，技術(shù)難度也更大，合龍是整個(gè)橋梁施工的關(guān)鍵，合龍的質(zhì)量也決定了成橋的質(zhì)量。在合龍的過程中橋梁處于最大懸臂狀態(tài)，也是最為不利的狀態(tài)，穩(wěn)定性最差，與其他的工序相比更為危險(xiǎn)。勁性骨架能夠增強(qiáng)合龍段的剛度，在合龍的過程中抵抗由混凝土所產(chǎn)生的拉壓、彎曲等內(nèi)力作用，也有利于降低在硬化過程中所承受的外力作用，此外還可以確保兩個(gè)T構(gòu)懸臂端能夠可靠連接。合龍的配重通常包含基本配重和附加配重，基本配重通常選擇沙袋配重或者是水箱壓重法，附加配重則主要是采用沙袋配重。在進(jìn)行拱橋施工時(shí)，通常借助千斤頂來施加頂推力來調(diào)整拱圈內(nèi)力，通過頂推能夠消除高溫合龍的影響并改善橋墩的受力。其中千斤頂?shù)木唧w位置需要通過計(jì)算來確定，而頂開的具體控制方式主要分為力控和位移控。通過設(shè)置臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束來更好地分擔(dān)彎矩、扭矩等內(nèi)力作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，文章針對(duì)中大跨徑的橋梁在施工過程中的控制技術(shù)展開研究，以河源市義合鎮(zhèn)阮嘯仙紀(jì)念大橋?yàn)槔?，重點(diǎn)分析了橋梁在線性、應(yīng)力、穩(wěn)定性、合龍、高墩垂直度幾個(gè)方面的控制要點(diǎn)，橋梁的控制方法可以通過事后控制、預(yù)測(cè)控制及自適應(yīng)控制來解決。在懸臂施工的階段，施工人員尤其需要注意標(biāo)高線性及應(yīng)力的控制，在應(yīng)力控制過程中還需要建立施工控制預(yù)警系統(tǒng)。此外，合龍控制是橋梁施工的關(guān)鍵階段，在此階段需要加強(qiáng)對(duì)該方面的監(jiān)測(cè)，通過設(shè)置臨時(shí)構(gòu)件來分擔(dān)內(nèi)力作用。