论述公路连续梁施工的方法

[关键词]：连续梁 施工控制 自动化 智能化 

　　1.概述 

　　建设一座桥梁通常要经过规划、工程可行性研究、勘测设计和施工等阶段。施工是具体体现桥粱规划、设计思想和意图的一个过程，其最终目的是建设一个既满足交通需要，又能作为一种空间艺术品（结构）存在于社会之中的工程实体，而施工技术无论是在设计阶段还是在施工阶段都起着非常重要的作用，在科学技术高速发展的今天，虽然在一般情况下桥梁结构理论分析和受力计算上都不存在什么问题，但其桥梁设计者的设计意图能否真正得以实现往往还取决于施工技术，有些时候还由于施工技术的限制而直接影响桥梁建设的发展，因此，高水平的桥梁设计必须要有高水平的桥梁施工技术来支持，桥梁建设事业的发展依赖于桥梁施工技术的发展。桥梁施工技术中桥梁施工控制方法就显得十分重要。 

　　2.问题及解决方法 

　　2.1 连续梁施工控制特点及连续梁的优点 

　　任何桥梁施工，特别是大跨径桥梁的施工，都是一个系统工程。在该系统中，设计图只是目标，而在自开工到竣工整个为实现设计目标而必须经历的过程中，将受到许许多多确定和不确定因素的影响，包括设计计算、桥用材料性能、施工精度、荷载、大气温度等诸多方面在理想状态与实际状态之间存在的差异，施工中如何从各种受误差影响而失真的参数中找出相对真实之值，对施工状态进行实时识别（监测）、调整（纠偏）、预测，对设计目标的实现是至关重要的，这就需要施工控制。系统的实现桥梁施工控制的历史并不长，最早较系统地将工程理论应用到桥梁施工管理中的是日本。20世纪80年代初，日本修建日夜野预应力混凝士连续梁桥对，就建立了施工所需要的应力、挠度等参数的观测系统，并采用计算机对所测参数进行现场处理，然后将处理后的实测参数送回控制室进行结构计算分析，最后将分析结果返回现场进行施工控制，这是国外传统的施工监控方法。 

　　我国虽然在20世纪50年代就已经注意到施工中结构内力和变形的调控（1957年建成的武汉长江大桥在施工过程中就做了应力和标高的调整），但在现代桥梁施工控制技术方面的研究相对较晚。80年代后期，对斜拉桥施工监控技术进行了全面的研究，已经初步形成了系统，该系统主要依靠现场微机，用理想的施工倒退分析程序和考虑徐交、收缩影响的控制分析程序提供每一施工阶段的理想状态计算控制，在现场将理想状态计算控制值与实测值进行比较分析，并通过对设计参数的识别和拉索索力的优化调整等方法，实现施工作业与控制之间的良性循环，最后达到对主梁挠度和拉索索力实施双控的目的。随后我国又对悬索桥、拱桥、连续钢构桥等的施工控制技术展开了研究与实践，并取得了较好的成果，但对大跨预应力混凝土连续梁桥的施工控制技术研究相对较少。 

　　连续梁是一种古老的结构体系，它具有变形小，结构刚度好，行车平顺舒适，伸缩缝少，养护简易，抗震能力强等优点。在20世纪50年代前，预应力混凝土连续梁虽是常被采用的一种体系，但跨径均在百米以下，当时主要采用满堂支架施工，费工费时，限制了它的发展。50年代后特别是在60年代初期，逐跨架设法与顶推法以及各种更完善的悬臂施工方法的应用，使连续梁废弃了昂贵的满堂支架施工方法而代之以经济有效的高度机械化施工方法，从而使连续梁方案获得新的竞争力，近30年以来，连续梁结构体系已经成为预应力混 

　　凝土桥梁的主要桥型之一，在40～200m的范围内，与其它结构体系相比，被认为是最佳桥梁方案。预应力混凝土桥梁之所以在近30年以来具有强大的竞争能力，主要的因素有： 

　　（1）预应力混凝土充分发挥高强材料的特性，具有较高的强度、刚度和抗裂性能。结构在车辆运营中噪音小，维修工作量少。 

　　（2）预应力混凝土桥梁的施工方法已经达到相当先进的水平，现代化技术的应用已经使它的施工周期大大缩短，显示出巨大的经济效益。 

　　（3）预应力混凝土桥梁适用于各种结构体系，而且还在不断创造出体现预应力技术特点的新型结构体系，因而它的适用范围大，竞争力强。 

　　（4）预应力混凝土桥梁可以充分利用材料可塑性的特点，在建筑上有丰富多彩的表现潜力，更易达到与周围环境相协调的简洁而美观的形式，实现经济性和美观的统一。 

　　基于我国预应力混凝土连续梁桥蓬勃发展的现实情况，有必要对连续梁桥的施工控制技术进行更进一步的研究，因此必须建立以施工为中心，具备先进适用的测试技术和现场分析计算技术的大跨径梁桥施工监测和控制系统，监测各施工阶段的主要控制参数，并通过现场计算分析及时预测得出合理的控制措施，用以指导和控制施工。我国大跨预应力混凝土连续梁桥的施工方法主要采用平衡悬臂浇筑（拼装）法。在其各主墩上按“T构”用挂篮分段对称悬臂浇筑（或拼装）。 

　　在落地支架上浇筑边跨现浇段，在吊架上浇筑跨中合拢段，全桥按对称悬臂浇筑、边跨合扰、中跨合拢的顺序进行施工，在悬臂浇筑节段前还要将主梁与桥墩临时固结，待跨中合拢施加预应力后，再去掉墩项临时固结，主梁支承于支座上。虽然通过理论计算可以得到各施工阶段的理想标高和内力值，但是实际施工中存在着许多误差。这些误差均将不同程度地对桥梁形成目标的实现产生干扰，并可能导致桥梁合拢困难，使成桥线形与内力状态与设计要求不相符合。给桥梁施工安全、外形、可靠性、行车条件和经济性等方面带来不同程度的影 

　　响。因此，要求在施工过程中，必须实施有效的施工控制。大跨度预应力混凝土连续梁的施工控制过程是一个动态过程，这体现在两个方面：控制中计算参数的选取是一个动态的调整过程，施工目标即主梁的竣工成桥线形是一个动态的变化值。 

　　大跨度桥梁节段施工需要提供节段立模标高以保证成桥主梁线形满足设计要求。立模标高是在梁段施工之前通过模拟计算给定的，这时的计算分析中选用的计算参数与实际情况总有一定的差异，所以，在施工过程中对桥梁进行实时监测，并根据监测的结果对施工过程中的控制参数不断进行调整是十分必要的。 

　　2.2 连续梁施工控制方法综述 

　　目前已应用于工程实践的旅工控制方法有很多，如参数识别法、卡尔曼滤波法、灰色预测控制法、最佳成桥状态法、顺推法、无应力状态控制法、自适应控制法、神经网络法以及日本研制的斜拉桥施工精度控制系统等。 

　　3.结论 

　　未来桥梁施工控制的研究方向首先是量测监控的自动化，引入先进的量测系统，并直接把量测结果输入计算机处理，其次是将现代控制理论、专家系统等的最新研究成果引入施工控制，开发施工控制的可视化软件，从而使桥梁施工控制实现科学化、自动化和智能化，以适应于桥梁实际工程建设的发展需要。希望本文能为连续梁的施工控制提供一定的参考。