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摘要：本文主要以大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术为研究对象，具体从桥梁施工控制的结构计算与控制技术两方面进行讨论，以期实现大跨度预应力混凝土桥梁施工控制水平、整体施工质量及施工安全的提高。
关键词：大跨度；预应力；混凝土桥梁；施工；控制技术
引言
桥梁结构设计时，参数的选取、施工状况的确定和结构分析模型等诸多因素的影响，以及混凝土材料的非均匀性和不稳定性，大跨度预应力混凝土梁桥施工过程中结构的实际状态与设计状态很难完全吻合。因此在桥梁施工过程中，必须对施工进行严格的控制。
1大跨度预应力混凝土桥梁施工控制的内容
预应力混凝土桥梁的施工控制包括结构变形控制、结构应力控制和结构稳定控制这三个方面：①结构变形控制。结构变形控制也就是线性控制，就是严格控制每一节段的竖向挠度及其横向位移，使得结构尺寸与设计尺寸的偏差控制在允许偏差内。②结构应力控制。在施工过程中，需要提前对张拉器具和锚具进行检查、校验，即要配套校验千斤顶和压力表，压力表的精度等级控制在1.5级以上；张拉预应力钢材时，需要按照伸长值进行校验。③结构稳定控制。预应力混凝土桥梁结构的稳定系数可以根据轴心受压计算公式进行验算，此外，还需要严格控制施工各阶段结构部件的局部及整体的稳定。
2大跨度预应力混凝土桥梁施工控制结构计算分析
桥梁结构的理论计算通常用有限元素法进行分析，主要是对各节段施工工况下的相应截面的应力、位移进行分析，作为监测和施工控制的依据。目前桥梁施工控制的结构计算方法主要包括：正装分析法、倒装分析法和无应力状态计算法。正装计算法能较好地模拟桥梁结构的实际施工历程，得到桥梁结构在各个施工阶段的位移和受力状态，同时，能较好地考虑结构的非线性问题和混凝土收缩、徐变等问题。对于大跨度预应力混凝土桥梁，首先必须进行正装计算。施工预拱度应按照桥梁结构实际施工加载顺序的逆过程来进行结构行为计算和予以确定。只有按照倒装计算出的桥梁结构各阶段中间状态去指导施工，才能使桥梁的成桥状态符合设计要求。无应力状态法是以桥梁结构各构件的无应力长度和曲率不变为基础，将桥梁结构的成桥状态和施工各阶段的中间状态联系起来，这种方法特别适用于大跨度拱桥和悬索桥的施工控制。在进行有限元分析时，根据其结构特点建模。一般地说，大跨度预应力混凝土梁桥可按空间梁单元进行分析。在选用计算分析软件时，应考虑工程应用的方便，选用国内外有相当声誉的正版结构有限元分析软件包进行计算与分析，这些软件有很好的前后处理功能。结构载荷应包括：混凝土自重、挂篮自重及钢筋、人员和设备的重量，挂篮移动各施工阶段的施工荷载，同时考虑二期恒载的重力；预应力索张拉力；温度荷载、风荷载及与结构的形成过程中有关的荷载，如混凝土的收缩徐变等。这些荷载能引起结构的附加变形和应力。一般而言，以正装计算结果作为应力监测的依据，以倒装计算结果作为预拱度控制的依据。
3大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术
3.1桥梁结构参数
由于结构参数是控制中结构施工模拟分析的基本资料，所以，它是影响桥梁施工控制中必须考虑的因素，其准确性直接影响分析结果的准确性。结构参数主要包括以下几个方面：
①结构主要构件的截面尺寸。在施工控制过程中，必须通过实测数据对相应的结构尺寸进行动态修正并作误差分析，尽可能的将误差控制在一定范围之内，源于截面尺寸的误差直接导致截面特性计算的误差，进而导致结构内力、变形等的分析出现误差。②材料容重。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在施工控制中，必须对各种材料的容重进行准确的测量识别，即计入实际容重与设计值间可能存在的误差，从而保证桥梁结构中内力与变形的分析结果。③预应力系数。张拉设备、预应力钢筋断面尺寸、弹性模量、管道摩阻等诸多因素，都直接影响着预应力的取值。所以，在施工控制中，既要考虑各种因素对预应力取值的影响，又要对取值误差作出合理估计，以此来确保预应力参数的准确性，进而保证预应力混凝土桥梁结构内力、变形等的分析结果。④施工荷载。在所有架设体系中，都或多或少的存在施工荷载，在实际施工控制过程中，一定要根据实际情况对施工荷载进行取值。
3.2 施工监测误差
施工监测是桥梁施工控制中最基本的技术手段之一，包括应力监测、变形监测等。因测量仪器本身、仪器安装、测量方法、数据采集、环境情况等方面存在误差，所以结构监测总是存在误差。该误差一方面可能造成结构实际参数、状态与设计或控制值吻合较好的假象，另一方面也可能造成将本来较好的状态调整变差的情况发生。所以，保证测量的可靠性对控制极为重要。
3.3结构计算分析模型
无论采用什么分析方法和手段，总要对实际桥梁结构进行简化和建立起一个能够进行数学和力学计算的计划模型，而这种计划模型会与实际结构的真实情况之间存在误差，所以，在施工控制的过程中，需要建立最符合结构实际特征的模型和分析方法，必要时还要进行专门的试验研究，与此同时，还需要通过对比分析多种方法的计算结果，以此验证计算结果的正确性，从而把计算模型所产生的误差控制在一定的范围之内。
3.4温度变化
温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，在不同时刻对结构状态，包括结构应力以及变形进行量测，其结果是不一样的。有时由于温差过大，会使结构产生过大的变形和附加应力，从而也难以保证控制的有效性，所以，必须考虑温度变化的影响。温度变化相当复杂， 包括季节温差、日照温差、骤变温差、残余温度、不同温度场分布等，而在原定控制状态下又无法预先知道温度的实际变化情况，所以在控制中是难以考虑的（要考虑也将是非常复杂的）。通常都是将控制理想状态定位在某一特定温度下，从而相对排除温度变化对结构的影响。一般是将一天中温度变化较小的早晨作为控制所需实测数据的采集时间，但对季节性温差和桥体内温度残余影响要予以重视。
3.5混凝土材料的收缩、徐变
在大跨度混凝土桥梁施工中，混凝土普遍存在着加载龄期小、各阶段龄期相差大等现象，其直接导致了混凝土材料的收缩、徐变，进而对结构内力、变形带来了较大的影响，因此，在施工控制的过程中，需要对混凝土材料进行详细的研究，以期采用科学合理的、符合实际的徐变参数和计算模型。
3.6施工管理
桥梁施工控制的对象就是桥梁施工本身，施工管理好坏直接影响桥梁施工的质量、进度等，特别是施工进度一旦不按计划进行，必然给施工控制带来一定难度。以悬臂施工和混凝土连续梁、连续刚构桥为例，如果两相对悬臂施工进度存在差别，就必然使两悬臂在合龙前等待不同的时间，从而产生不同的徐变变形，由于徐变变形较难准确估计，所以容易造成最终合龙的困难。
结语
综上所述，本文通过对大跨度预应力混凝土桥梁的施工控制内容、施工控制结构分析方法以及施工控制技术这三方面的分析、研究，为大跨度预应力混凝土桥梁施工控制提供一定的理论依据。
参考文献：
[1]许艳松. 大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J]. 城市建筑,2014,01:301.
[2]张楠. 大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J]. 交通标准化,2010,19:109-111.
[3]林先玖,邹伟平. 浅谈大跨度预应力混凝土桥梁施工控制要点[J]. 价值工程,2011,32:88.
[4]胡狄,陈政清. 预应力混凝土桥梁收缩与徐变变形试验研究[J]. 土木工程学报,2003,08:79-85.
论文作者:郝照升
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/4/6
标签：结构论文; 桥梁论文; 预应力论文; 混凝土论文; 误差论文; 应力论文; 大跨度论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;