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摘要：铁路桥梁施工技术与质量控制是铁路建设中的重要工作。大跨径连续梁桥以其独特的优势已成为我国大、中跨径铁路桥梁的主要桥型。本文以大跨度连续梁桥的施工质量控制分析为基础，通过归纳总结施工前期、施工过程的质量控制工作要点，阐述了大跨度连续梁桥的施工技术与质量控制措施对桥梁施工建设水平提升的重要性。
关键词：铁路桥梁；施工技术；质量控制；施工建设
1概述
随着国家加大了交通基础设施建设力度，施工机具、设备和建筑材料的不断改进，桥梁施工技术方法已得到了迅速发展，大跨径连续梁桥以其独特的优势不断发展、壮大，已成为我国大、中跨径铁路桥梁的主要桥型，其施工技术与质量控制显得尤为重要。本文以大跨度连续梁桥的施工质量控制分析为基础，阐述了大跨度连续梁桥的施工技术与质量控制措施对于桥梁施工建设水平提升的重要性。
2 大跨度连续梁桥施工控制分析
施工控制是确保大跨度连续梁结构线形、受力满足设计要求的重要途径。从技术层面上，保证施工技术应用合理、科学，严格保证技术应用每一项成果符合工程质量管理规定、标准和相关指标，消除因技术应用不合理给工程带来的安全隐患。
下面以新建铁路的某特大桥为例，对大跨度连续梁桥的施工控制从理论、监控结果方面进行分析。
1、工程概况
双线电气化铁路某特大桥主桥采用（44+72+44）m预应力混凝土变截面连续梁，设计行车速度200km/h。梁部具体尺寸：端支座处及边跨直线段和跨中处梁高为3.2m，中支点处梁高5.8m；箱梁顶宽12.3m，箱梁底宽7.0m；顶板厚35cm；底板厚度40至85cm，中支点处加厚到130cm；腹板厚度分为50至70、70至80cm，按折线变化。采用三向预应力设计，纵、横向预应力体系采用低松弛高强度钢绞线，竖向预应力采用Φ25预应力混凝土用螺纹钢筋。连续梁采用悬臂浇注法施工。
2、施工控制理论分析
大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工采用悬臂施工法，对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析，是桥梁施工控制最基本的内容之一。首先通过计算来确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形的理想状态，以此为依据来控制施工过程中每个阶段的结构行为，使其最终成桥线型和受力状态满足受力要求。
（1）施工监控结构计算
① 施工方案
全桥共分43个梁段，中支点0号梁段长度10m；一般梁段分成3.0m，3.5m和4.0m，合龙段长2.0m，边跨直线段长9.65m，最大悬臂浇筑块1323kN。采用挂篮悬臂浇筑法施工，即墩梁固结→悬臂施工→边跨合龙→解除墩梁固结→中跨合龙的过程。
② 结构分析程序
对于连续梁桥的施工控制计算，采用平面结构分析方法可以满足施工控制的需要，结构分析采用BSAS程序进行，并利用MIDAS程序对结果进行校核。
③ 考虑因素
混凝土的收缩、徐变对结构的测试应力和施工阶段中的梁体挠度有较大影响；温度对结构的影响是复杂的，在本桥的施工监控中，对季节性温差在计算中予以考虑，对日照温差则在观测和施工中采取一些措施予以消除，以减小其影响。
（2）施工控制的计算方法
针对该桥的实际情况，采用正装分析法和倒退分析方法进行施工控制结构分析。
（3）结构分析的目的
①确定每一阶段的立模标高，以保证成桥线形满足设计要求。
②计算每一阶段的梁体的合理状态，作为对桥梁施工过程中的每个阶段结构的位移测量结果进行误差分析的依据。
（4）结构施工模拟与分析
①计算模型的建立
根据设计图纸将该桥各个阶段离散为梁单元，单元划分需考虑施工节段、变截面、支座等因素，本桥总共节点数为73，单元数为72。两个主墩墩顶合龙前视为临时固定支座，合龙后2#墩墩顶视为固定铰支座，3#墩墩顶视为活动铰支座，边跨端部视为活动铰支座。图2.1为（44+72+44）m连续梁结构有限元计算模型图。
图2.1结构有限元模型
②施工控制计算结果
本桥采用悬臂浇筑方法施工，除实际支座外，采用正向单向约束模拟现浇段临时支架。根据设计施工图提供的详细施工过程并考虑实际施工过程，确定该桥的仿真计算施工阶段，计算得到各个阶段各个节点的累计挠度值，作为施工位移监控以及确定施工预拱度和立模标高的依据。
3、施工控制的内容和成果
3.1施工控制的内容
大跨度连续梁桥的施工控制包括两个方面的内容：变形控制和内力控制。变形控制就是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度及其横向偏移，若偏差较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一节段更为精确的施工做好准备工作。内力控制则是控制主梁在施工过程中以及成桥后的应力，尤其是合龙时间的控制，使其不致过大而偏于不安全，甚至在施工过程中造成主梁破坏。
悬臂施工属于典型的自架设施工方法。由于连续梁桥在施工过程中的已成结构（悬臂节段）状态是无法事后调整的，所以施工控制主要采用预测控制法。连续梁桥施工控制主要体现在施工控制模拟结构分析、施工监测（包括结构变形与应力监测等）、施工误差分析以及后续施工状态预测几个方面[1]。
3.2 施工控制的成果
（1）主梁线形
线形（高程）控制是施工控制项目中的重点，线形（高程）控制的目标是准确提供每一个箱梁节段的立模标高，并对施工过程中出现的超过规范允许值的误差进行调整。实际立模标高应根据实测结果，分析挠度产生差异的主要因素进行调整后给出。
箱梁立模标高的确定按如下公式计算：
式中： 
：第i节点的立模标高；
：第i节点的设计标高；
：挂篮几何变形和弹性变形值；
：第i节点的预拱度值；
：考虑施工误差、温度等影响的修正值。
在监控测量时，建立平面和高程控制网，严格控制每个块件的平面放样坐标和立模标高。对各个块件在各个工况下的挠度变化进行监测，通过与理论计算值的比较分析，来修正下一块件的立模标高，从而使结构的线形最大限度地接近理论设计值，保证成桥状态下合理的内力分布，为将来大桥的安全运营打下良好的基础。
（2）边跨合龙
边跨合龙浇筑应选择在非急剧变化之夜间低气温时进行[2]。在合龙段两端截面间设置钢支撑，临时锁定，并在顶板、底板上分别张拉临时索，张拉力为500KN，以锁定梁体。合龙段混凝土达到90%强度时，张拉边跨纵向索。
边跨合龙前，合龙段两侧标高及合龙误差见表3.1～3.2。
表3.1 1～2#墩边跨合龙段两侧压锁定前实测标高差与理论标高差比较（单位：mm）
注：①标准差是指合龙段两端设计标高之差；②实际差是指合龙段两端实际标高之差。
表3.2 3～4#墩边跨合龙段两侧压锁定前实测标高差与理论标高差比较（单位：mm）
注：①标准差是指合龙段两端设计标高之差；②实际差是指合龙段两端实际标高之差。
1～2号墩边跨合龙段两端误差是2mm，而3～4#墩边跨合龙段两端误差是10mm，不大于10mm，都在允许范围之内。
（3）中跨合龙
中跨合龙浇筑应选择在非急剧变化之夜间低气温时进行。在合龙段两端截面间设置钢支撑，临时锁定，并在顶板、底板上分别张拉临时索，张拉力为500kN，以锁定梁体。拆除中墩临时支撑并解除活动支座的临时纵向约束。合龙段混凝土达到90%强度时，张拉中跨纵向索。
中跨合龙前，合龙段两侧标高及合龙误差见表3.3。最大合龙误差11mm。
表3.3 2～3#墩中跨合龙段两侧压锁定前实测标高差与理论标高差比较（单位：mm）
注：①标准差是指合龙段两端设计标高之差；②实际差是指合龙段两端实际标高之差。
2～3#墩中跨合龙段测点变化较为均匀，中跨合龙段测点理论最大误差是10mm。实际差均值为19mm，均值误差为9mm，在允许范围之内。
图3.1 2#墩边跨合龙前与1号～2#墩边跨合龙后梁底实际变化曲线
（左为小里程，右为大里程）
图3.2 3#墩边跨合龙前与3#墩边跨合龙后梁底实际变化曲线
（左为小里程，右为大里程）
图3.3 中跨合龙后中跨梁底实际变化曲线图
（左为小里程，右为大里程）
4、误差分析
施工监测结果的误差来源是多方面的，导致结构实际状态与理想状态产生一定的偏差，现将误差来源总结如下：
①理论计算模型中结构各方面的参数与实际结构存在一定的差异，从而引起理论计算值与真实值有一定的偏差。
②测量仪器自身精确度有限。
③环境的影响也会引起一定的偏差，特别是温度的影响。
④就线形而言，标高测量时的时间、天气、温度以及挂篮每一阶段的变形偏差、支架预压的偏差都对线形有较大的影响。
⑤就应力测量而言，对各个阶段的测量结果进行数据处理时都是采用混凝土的标准抗压强度，而实际上混凝土的强度是随着龄期的增长而增长的；实测初始应力与理论初始应力的偏差也会累计到后期测量之中。这些都会造成实测值与理论值的偏差。
3 基于技术应用基础上的工程施工质量控制措施分析
大跨度连续梁桥的施工质量控制工作需要从施工前期、施工过程、施工后期三方面进行质量控制[3]，以此保证质量控制工作一体化、系统化进行，相互协调，整体上提升施工质量水平。具体如下：
1、施工前期质量控制
在施工前期，需要切实做好施工技术交底、控制成本预算，形成可行性强的施工计划保证施工方案的科学合理、施工环节有效设计，结合施工现场状况，加强施工准备工作各方面管理指标的建设。
2、施工过程质量控制
通过第2节案例的分析，施工过程的质量控制工作要注意以下几点：
①施工控制的理论计算要尽量合理
施工控制理论轨迹必须尽量反映桥梁施工过程的实际受力状态，因此，在施工控制理论计算与分析中，计算结构的简化和各种计算参数的取用，必须准确反映实桥的情况。要做到这一点，必须深入准确地掌握设计与施工情况，同时，应具备丰富的施工控制经验。
②施工过程中的误差控制与参数识别
施工过程中各种参数误差的控制与参数识别是控制成败的关键。施工过程中影响较大的参数有：支架体系的弹性系数、各种标号混凝土的重量、梁段重量、临时荷载、各构件的几何尺寸等等。监控中对各参数进行有效识别，再反馈到计算模型中去，并对模型进行相应的修正。
③施工控制中温度影响的考虑
温度是一种随机的变化因素，在施工过程中对结构的内力影响很大。因此，如何处理好温度的影响问题是搞好施工控制的关键。
④施工监控调整问题
在施工过程中不可避免地会遇到一些设计与施工工序的变化，这些变化对结构成桥后的受力状态有较大的影响，为了确保合理的成桥状态以及施工过程中结构安全、受力合理，必须对计算模型做出相应的修正，重新计算，以优化后期施工监控工作，同时对施工过程中参数误差的影响及时调整。
4 小结
综上所述，大跨度连续梁桥施工技术作为质量控制的重要组成部分，本文对铁路桥梁施工建设过程中的施工技术应用进行分析，保证技术应用符合控制技术应用程序要求，提升技术应用适用性为质量控制发挥贡献作用。而整体质量控制需要从施工质量前期阶段、施工过程质量控制两个方面协调管理，严格按照质量管理指标进行管理，以此提升整体铁路桥梁工程施工建设水平。
参考文献：
[1]赵阳 铁路桥梁施工技术与质量控制措施分析[J].江西建材，2016（08）：146+150.
[2]向中富.桥梁施工控制技术[M] .人民交通出版社，2001；
[3]谢永清.高速铁路桥梁施工技术与质量控制[J].中国建材科技，2013，22（02）：99-101。
作者简介：岳静，女（1983.3～），山西原平人，工程师，从事桥梁设计工作。
论文作者:岳静
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/30
标签：标高论文; 质量控制论文; 误差论文; 结构论文; 桥梁论文; 过程中论文; 支座论文; 《建筑模拟》2018年第9期论文;