大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制

1、大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制 1 大跨度预应力混凝土连续梁桥概述 大跨度预应力混凝土连续梁桥具有结构刚度大，动力性能 好，变形小和受力性能好这是预应力混凝土连续梁桥的主要优 点，其优点还表现在地形适应强，其施工技术较为成熟，最重要 是能够充分利用混凝土的材料强度， 预应力技术。 预应力混凝土 连续梁桥在桥型中占有主导地位，这主要是由于它的优点决定， 使用上主梁变形挠度曲线平缓，桥面伸缩缝小，桥面行车平稳。 因为预应力混凝土连续梁桥具有大跨度能力的比较优势， 所以不 管城市立交桥，公路桥，铁路桥，或者横跨江河与悬崖的大桥， 都普遍使用。 这种连续梁桥一般采用变截面， 箱形截面是主要断 面形

2、式。 其中箱形截面具有的优点包括， 抗扭刚度较大和动力特 性好， 承受偏载时受力分布均匀和能有效抵抗正负弯矩， 所以大 多数桥梁采用的就是箱形截面。 江苏省南京市长江第二大桥北汊 桥，是中国建成的最大主跨预应力混凝土连续梁桥。 图片为江苏 省南京市长江第二大桥北汊桥。 2 大跨度预应力混凝土连续梁桥施工方法 由于桥梁施工与结构内力、 位移紧密相关， 在选择最佳方法 施工方法时要按照桥梁结构的不同进行选择，使受力状态良好。 悬臂施工法， 顶推施工法， 固定支架上就地浇筑施工和逐孔施工 是预应力混凝土连续梁桥的几种施工方法。 2.1 固定支架就地浇筑施工法 这种施工方法应用时间较长， 固定支架就地

3、浇筑施工法是在 已经搭设好的的支架上安装模版， 接着是混凝土浇筑， 等待混凝 土达到一定强度后张拉预应力筋。 这种施工方法的优点是施工方 便，稳定性好，结构体系不会变化。但是由于固定支架就地浇筑 施工法的局限性，影响河道行驶，而且费时费力，此外固定支架 的搭设时间较长， 这种施工方法只能适用于小径跨桥和适用于交 通不便的地方。 2.2 悬臂施工法 无支架平衡伸臂法， 挂篮法都是指的悬臂施工法， 挂篮是这 种施工方法的主要设备。 其工作原理是通过前移挂篮， 两对称进 行侧跨中逐渐浇筑混凝土，增加预应力，接着循环施工，在悬臂 块段完成时再停止作业。 这种施工方法对通航无影响， 且对于预 应力和混凝

4、土材料的特性还能充分利用。 还可通过增加支点处截 面的负弯矩值， 有效减小跨中正弯矩， 从而提高桥梁的跨越能力。 通常采用悬臂施工法的连续梁桥， 极易出现施工体系转换。 在这 过程中结构受力状态，首先表现为两端悬臂的 T型钢构，接着出 现合龙转化为连续梁。 它的主要特点是使用挂篮设备， 从桥墩处 向两侧逐段重复进行， 一直持续到合龙段施工完成体系变化， 对 临时支座进行拆除后完成全桥合龙。 悬臂施工法通常运用于跨度 大于100 m的桥梁兴建，这主要因为其悬臂浇筑过程平稳，施工 方便，可调节性强。 2.3 逐孔施工法 这种施工方法的原理是， 首先从桥梁一段进行， 采用一套施 工设备逐孔进行作业，

5、 不断重复直至施工完成。 逐孔施工法主要 包括采用吊装或分孔吊装逐孔作业， 移动模架法与节段逐孔施工 等主要施工类型。逐孔施工法优点：一是不需要设置地面支架， 二是机械化与自动化程度高，三是对于施工周期可以显著缩短。 这种施工方法普遍运用于跨径在 40mr- 50m的桥梁兴建，在桥梁 施工中可以连续施工，使桥梁结构在合适时间完成合龙。 2.4 顶推施工法 在特定的预制场地， 将预制好的梁段通过预应力筋和已经完 成施工的梁体一起结合， 再使用千斤顶将其顶推到预先设置的部 位，不断重复进行，直至完成桥梁施工。需要注意的是顶推施工 时，梁体受力状态有较大变化，这种方法比较适于等截面梁。桥 梁施工时梁

6、体结构重量较大， 采用摩擦系数较小的滑移装置是尤 为关键的。 3 大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制的内容和方法 对桥梁施工过程进行整体把握就是桥梁施工控制。 施工控制 的主要目的是确保施工过程中结构的内力和变形， 要始终处于容 许的安全范围内，使成桥状态与设计要求相符合。 3.1 施工控制的内容 桥梁施工控制主要包括四种内容：几何控制，应力控制，稳 定控制与安全控制。 3.1.1 线形控制 在桥梁施工过程中， 对桥梁结构尺寸的控制也是一项基本要 求。施工过程不存在绝对完美， 结构变形误差在任何施工过程中 都存在。 影响结构变形的因素有很多， 这些因素会导致施工过程 中，桥梁的主体位置与设计的

7、实际位置有所差距。 如果偏离严重 会直接导致合龙段不能正常完成， 而且成桥后的线形还会发生明 显变化， 影响大桥外观。 所以需要减少尺寸结构与涉及尺寸的差 距，还要将其减低在允许范围内。 3.1.2 应力控制 桥梁的安全与桥梁的应力有紧密联系。 使桥梁在施工或运营 中控制在荷载范围， 这就是应力控制。 它需要把观测点设置在危 险截面，如果设计应力与实测应力存在较大差距， 则要立即检查， 看出现了什么问题， 对结构安全是否造成影响。 及时采取措施把 应力控制在允许范围。 3.1.3 稳定控制 结构的安全同样与稳定控制有着紧密关联， 稳定性研究逐渐 被重视。 这是为了避免出现失稳破坏现象， 所以施

8、工过程中需要 观察结构变形， 进而控制结构整体和局部稳定性。 由于对稳定性 控制没有可靠检测手段， 这要求做好结构整体， 局部内力和变形 控制。 3.1.4 安全控制 安全控制主要是指在桥梁施工和运 营过程中，要采取有效手段避免出现安全问题。 3.2 大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制的方法 3.2.1 预测控制法 预测控制法是通过合理手段预测每一个施工阶段， 还要对施 工过程中可能出现的因素进行综合考虑， 按照设计要求进行预应 力混凝土连续桥梁各个阶段的施工。 预测控制法的局限性在于由 于种种条件限制， 无法对下一阶段梁体结构进行准确无误的的预 测，这就造成预测状态与实际状态总有误差存在。

9、但是预测控制 法具有很大优点， 其控制性能好和良好的稳定性， 还可以适应复 杂生产， 由此得出预测控制法前景广阔， 下图是预测控制基本结 构。 3.2.2 自适应控制法 这种方法在现代控制中的应用最为普及。 自适应控制法在大 跨度和复杂结构桥梁的控制中最为合适， 这种控制方法是在闭环 控制方法的基础上建立的， 自适应控制法主要分析计算参数与实 际参数有偏差之后， 经过对参数估计和修正的过程， 最终将识别 以后的参数， 用于下一阶段的实时结构分析和重复循环。 这样经 过若干个施工阶段， 就会得到趋于合理的参数取值， 而且软件模 拟计算将会与实际情况更加适应。 3.2.3 线形回归分析法 通过对悬臂梁挠度， 悬臂长度， 悬臂重量的一元线形回归分 析，而后总结挠度线形回归数学模型，这是线性回归分析法。主 要用于对箱梁挠度变形的规律进行分析， 还可以对带施工梁段挠 度进行预测。但它的局限性在于无法修正温度和施工引起的误 差，还需要较多有规律的数据才能进行。 而且在桥梁梁段数量较 少时，其所得到的回归曲线的进度也难以保证。 4 结语 温度变化， 混凝土的非均匀性， 材料性质和几何参数的变化 这些因素， 都会在桥梁