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摘要：斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一，著名的武汉白沙洲长江大桥、曼诺帝大桥、温州大桥都是属于斜拉桥。本文主要探讨斜拉桥在建筑施工控制过程中的思路、方法和实际操作过程，并对温州大桥的一些施工数据进行研究论证。
关键词：悬臂浇筑；混凝土；斜拉桥；施工控制
斜拉桥最大的特点就是其设计与施工之间的高度结合。斜拉桥的施工方法的不同不仅仅会影响到实际安装时产生的结构应力，还会在很大程度上决定桥的最终几何形状，因此，在斜拉桥实际施工的时候最大的难度就在于索力和标高两者的调整，决定预应力和桥的几何线型，特别是采用混凝土材料来建筑斜拉桥，由于材料的本身特性和结构自重与预算时计算出来的数据会有比较大的差距，所以在实际施工过程中索力和标高也很难达到预计的数值。本文主要探讨自适应控制方法在悬臂浇筑混凝土斜拉桥的施工控制，以温州大桥为例。
一、施工控制原理
本文主要探讨自适应控制方法在悬臂浇筑混凝土斜拉桥的施工控制，自适应就是指在控制之前，输入相应的参数，但是在实际施工的过程中，有的系统构造会与预计参数设计的不一样，此时，自使用控制系统就会根据实际情况自动识别这些参数的变化，并在可行范围内不断的进行修正，达到预计值和输出值一致的目的。
从理论上说，主梁线形的调整可以使用斜拉索来控制张力和拉力，主梁使用的是混凝土材质，具有很强的抗弯能力，对线形误差比较大主梁进行调整时需要很大索力才能够调整，索力太大又会影响主梁的应力。千斤顶是桥梁施工过程中用于承重的主要设备，但是他的体积和重量都很大，来回移动很不方便，因此要通过减少索力调整的次数来减少千斤顶移动的次数，提高效率[1]。
很多斜拉桥都是采用悬臂浇筑的方式来施工，主梁的刚度大，变形小，在施工控制初期，参数误差不会对桥的线形造成很大的影响，因此比较适用自适应控制方法，并且在自动调整参数后产生的误差已经很小，在施工完成后几乎不需要再对索力进行调整来改变桥形。
二、斜拉桥施工控制系统的运行过程
建筑设计是斜拉桥施工前的最重要的一步，设计确定以后桥的内部应力和外形都已经确定下来。悬臂浇筑混凝土斜拉桥施工控制系统的运行过程如下[2]：
（1）首先，考察桥梁建筑地的实际情况，根据相关桥梁建筑规范和桥梁设计经验，计算出相关的参数，并且用计算机进行模拟施工，确定线形，明确第一阶段施工的标高以及索力的预报值；
（2）根据第一阶段的预报值进行施工，同时要准确测量主梁重要节点的标高、塔柱水平位移的距离、索力和应力大小的变化等一系列的观测变量；
（3）把观测变量与模拟时所用的数据进行比对，分析两者之间的误差，如果在误差允许范围之内，不需要进行参数识别，可直接转至（9），反之则转入（4）；
（4）通过参数识别对参数进行修正；
（5）根据修正后的参数进行修正，获得新的观测变量，将观测变量值与计算值进行比较，分析两者之间的误差，如果在误差允许范围之内，不需要进行索力调整，可直接转至（7），反之则转入（6）；
（6）根据（5）比对出来的数值进行索力调整；
（7）相关参数修正、调整完成后，仔细比对，检查在所有的施工步骤中是否每个结构的应力都在允许的范围之内，如果均满足，则转至（9），反之则转入（8）；
（8）对没有施工部分的斜拉索的索力进行调整，使其处于合理范围之内；
（9）通过计算机模拟和理论计算，确定到下一阶段的标高和索力的预报值；
（10）根据上述的预报值进行施工，同时要准确测量主梁重要节点的标高、塔柱水平位移的距离、索力和应力大小的变化等一系列的观测变量；
（11）循环重复（1）-（10）步骤，直至整个施工完成。
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在实际施工的过程需要对参数进行多次的识别和调整，不可能一次到位，所以，施工的节段越多，参数的准确性越高，预报值与实际值的相符程度会大大提高，就能在很大程度上减少索力调整的次数。
三、控制目标和误差限制
（一）斜拉桥施工控制目标
斜拉桥施工控制目标就是索力的大小，主梁和主塔的界面应力都在限制范围之内，桥面的曲线也具有理想形态。
（二）误差控制限制
在温州大桥建筑施工控制中，其目标是桥的最终线形与设计时的理想线形之间的误差控制在±40mm之内，实际斜拉索的索力与计算值之间的误差控制在±5%之内。因此，在实际施工过程中要满足以下几点才能够更好的达到目标[3]。
（1）斜拉索在实际施工过程中的张拉索力与计算、模拟的预报值之间的误差不超过2%；
（2）挂篮在实际施工过程中的定位标高与预报标高之间的误差不超过±10mm；
（3）斜拉索张拉完成之后，如测量发现桥梁的端点的标高与预报标高之间的误差超过了40mm，那必须要重新调整方案，确定新的索力，重新对桥梁进行张拉调整。
四、测量值与控制措施
在实际施工的过程中，因为环境、材料、人为等各种因素，都会造成一定的偏差，因此常常需要对实际施工的桥进行测量，在现场的测量变量主要包括：主梁重要节点的标高、塔柱水平位移的距离、索力和应力大小、局部温度对索力和应力的影响等。所使用的混凝土材料也是影响桥的质量的重要因素，因此要了解混凝土材料的特性，在浇筑的同时要对混凝土的徐变系数以及弹性模量进行测试[4]。
自适应控制的优点在于能够及时掌握实际施工时的状态以及结构的非线性，特别是挂篮与挂篮之间和挂篮与主梁之间的连接处的非线性因素极难把控，如果在悬臂浇筑前对挂篮和主梁进行预压实验，能够有效的减少甚至消除构件之间的间隙，也能为模拟提供相关参数[5]。
五、施工结果
使用自适应方法开展悬臂浇筑混凝土斜拉桥施工，在自适应系统的控制调整和各方面的配合之下，全桥都能够按照预期的计划进行施工，达到了预期的目标。除了有几个节点的线形与理论值有些许偏差之外，全桥的线形基本没有受到影响，桥的最终线形与设计时的理想线形之间的误差并未超过40mm，实际斜拉索的索力与计算值之间的误差也没有超过5%，总体情况良好[6]。
六、结束语
通过对温州大桥的斜拉桥施工控制分析发现，自适应控制对悬臂浇筑混凝土斜拉桥施工控制也适用，需要及时的对参数进行估算和调整，能够在很大程度上提高建筑手工过程中的准确性，同时也减少了桥成型后一些复杂的调索后续工作。
参考文献
[1]周林.挂篮悬臂浇筑钢筋混凝土斜拉桥施工控制探讨[J].低碳世界,2017(32):256-257.
[2]昂云红.移动支架现浇混凝土斜拉桥施工特点与控制技术研究[D].长安大学,2012.
[3]曾勇,王堂春.混凝土斜拉桥前支点挂篮施工控制[J].门窗,2017(4):175 -175.
[4]李然.斜拉桥超宽挂篮施工安全风险分析与控制[J].交通科技,2015(5): 27-30.
[5]赵晓晋,贺拴海,李源,等.斜拉桥前支点挂篮施工过程模拟分析[J].深圳大学学报(理工版),2017,34(2):138-146.
[6]袁炜棋.混凝土斜拉桥前支点挂篮悬臂浇筑施工中间索力的确定[J].江西建材,2016(21):197-198.
论文作者:许奎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/17
标签：斜拉桥论文; 挂篮论文; 误差论文; 标高论文; 悬臂论文; 混凝土论文; 线形论文; 《基层建设》2018年第28期论文;