连续刚构桥施工线形控制分析

路桥建设　

连续刚构桥梁施工控制研究分析　

摘要：随着交通运输事业的不断发展和桥梁建筑水平的提高，桥梁修筑工程不断增加，大桥修建的跨径也不断增大。桥梁施工　

过程受多种因素的共同影响，随着修建的空间位置与结构的变化，施工方案也要随之灵活转变，随着工程的进行，施工的难度会不断　

增加，施工过程中的成型问题、合拢问题都会受到影响，还会出现与设计要求、设计预期不相符的情况。如何对连续刚构桥梁的施工　

过程进行有效的控制，选择合适的建筑材料，消除外来因素影响是本文的重点研究内容。　

关键字：连续刚构桥梁；施工控制；研究分析　

在连续刚构桥梁的施工过程中，保证施工的安全性与桥梁竣工后的安全　

稳定是桥梁修建最基本的要求，也是施工的重点。桥梁的设计通常是按照一　

定的理论对修建的各种因素进行全方位考量之后做出的，但是，连续刚构桥　

梁，尤其是大跨境连续刚构桥梁的施工过程中，常会因不可预见的因素及现　

场施工的材料误差、操作误差、环境变化等等使实际情况偏离预期设计，给桥　

梁结构的安全性和稳定性埋下隐患，这时就需要加强施工控制工作，以保证　

桥梁最终的安全稳定。大跨径的连续刚构桥梁跨度大，施工过程中会出现结　

构体系转化的问题，大桥本身的特点决定着施工控制的情况；且连续刚构桥　

梁的施工具有延续性，工程前段的施工情况会后期的影响十分明显，各个时　

期的施工控制也就显得尤其重要。本文就连续刚构桥梁的施工控制流程、必　

要性、影响因素、方法、原则、实施情况等进行分析，报告如下。　

一、连续刚构桥梁的施工流程与施工控制必要性研究　

（一）连续刚构桥梁的施工流程　

大跨径的连续刚构桥梁随着建设规模的增加，施工过程遇到的问题、受　

到的影响也越多，但是作为一个系统性的建设工程，其施工的顺序、流程是一　

定的。要对整个工程进行有效控制，就需要做好各个流程的工作。　

连续刚构桥梁的主要施工流程包括：参数计算，施工模拟与线形设计；按　

照设计目标进行首期施工，并对桥梁主梁的温度、应力、标高等参数进行测　

河南科技上中铁大桥局集团一公司

张金辉路桥建设ROAD&BRIDGECONSTRUCTION

大跨度桥梁的施工均采用分节段逐步完成的施工方法，其结构的最终形成，必须经历一个漫长而又复杂的施工过程以及结构体系转换过程。施工过程中每个阶段的变形计算和受力分析，是桥梁结构施工控制中最基本的内容和直接依据。现阶段施工控制中桥梁结构的计算方法主要包括：正装分析法、倒装分析法和无应力状态计算法。在大跨度桥梁结构的施工控制中，虽然这3种计算方法都能用于各种形式的桥梁结构分析，但由于不同形式的桥梁结构所采用的施工方法不同，因而每种计算方法对于不同形式的桥梁结构分析的侧重点不同，同时也有其特点。一、现有的3种结构分析方法简述1.正装计算法（正算法）。正装计算法是按照桥梁结构实际施工加载顺序来进行结构变形和受力分析，它能较好地拟合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。这不仅可以用来指导桥梁的设计和施工，而且为桥梁的施工控制提供了依据。同时，采用正装计算能较好地考虑一些与桥梁结构形成历程有关的因素，如结构的非线性问题和砼的收缩徐变问题。正因为如此，正装计算法在桥梁的计算分析中占有重要位置。对于各种形式的大跨度桥梁，要想了解其结构在各个阶段的位移和受力状态，都必须首先进行正装计算。2.倒装计算法（倒拆法）。倒装计算法是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分析的。倒装计算的目的就是要获得桥梁结构在各施工阶段理想的安装位置（主要指标高）和受力状态。众所周知，一座大跨度桥梁的设计图，只给出了桥梁结构最终成桥状态的设计线型和设计标高，但是桥梁结构施工中间各状态的标高并没有明确给出。要想得到桥梁结构施工初始状态和施工中间各阶段的理想状态，就要从设计图中给出的最终成桥状态开始，逐步倒拆计算来得到施工各阶段中间的理想状态和初始状态。只有按照倒装计算出来的桥梁结构各阶段中间状态（主要指标高）去指导施工，才能使桥梁的成桥状态符合设计要求。当然，在桥梁结构的施工控制中，除了控制结构的标高和线型之外，同样要控制结构的受力状态，它与线型控制同样重要。正因为倒装计算有这些特点，所以它能适用于各种桥型的安装计算，尤其是以悬臂施工为主的大跨度连续梁桥、刚构桥和斜拉桥。当然，这是相对于无应力状态计算法而言的。3.无应力状态计算法。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。由于大跨度拱桥的主要承重结构主拱圈和悬索桥的主要承重结构主缆索大都是在预制厂或工厂制作成型后，在现场进行安装。而在工厂加工时，这些结构基本上处于无应力状态，并且在安装时，它们的长度一般难以调整，即使可调，也只能局部微调。因而，如何确定主拱圈的加工长度是大跨度拱桥施工控制的关键。同理，确定主缆索的加工长度是悬索桥施工控制的关键。二、倒拆法和正算法的本质及优缺点1.倒拆法的本质及优缺点。实质上，倒拆法是以成桥的应力和线型作为施工控制直接依据。首先，保证竣工成桥时桥梁的应力和线型满足设计要求以便使之能够正常运营。然后，由此反向推算各施工阶段的控制参数，以确保桥梁在该参数控制下的施工在成桥竣工时能够达到倒拆初始状态（设计要求）。可以这样认为：倒拆法就是由合理的结果（设计的成桥状态）去顺藤摸瓜，来反推合理的过程（与设计的成桥状态相对应的各施工阶段的恰当控制参数）。根据理想的成桥状态（理想的恒载状态）反推各施工阶段合理的控制参数，使得监控计算分析工作概念明确、理由充分、方向性强。从理论上说，只要拟定好成桥状态就可以反推出与之相对应的各施工状态。倒拆法示意如图1所示：

浅谈连续刚构桥梁工程施工控制措施

近年来，我国社会经济的飞速发展对公路工程建设提出了更高的要求，桥梁作为公路工程建设的一个重要组成部分，从根本上提高其建设质量至关重要。连续刚构桥梁近年来凭借着自身跨越能力强、无需大型支座及施工难度小等优势在公路工程建设中得到了广泛应用，因此，做好连续刚构桥梁的施工控制工作是不容忽视的，应该引起工程建设单位的高度重视。

一、连续刚构桥梁的施工控制概述

（一）连续刚构桥梁的施工控制方式

就我国目前连续刚构桥梁建设过程中常用的施工控制方式来看，大致可以分为两种类型，一种是预测控制，另一种是前期预控和后期调整控制相结合。由于连续刚构桥梁结构的特殊性，一旦工程出现坍塌事故，那么不仅会影响到交通的通畅性，而且还会威胁到群众的生命安全。因此，在对连续刚构桥梁的控制方法进行选择的时候，应该尽可能以预测控制为主，并在此基础上通过后期调整来对控制不当之处进行适当修正，最终达到施工控制的根本目标。

（二）连续刚构桥梁的施工控制要点

结合我国当前连续刚构桥梁的施工现状来看，对于施工控制的要点，应该集中在主梁标高的控制上，同时要在此基础上通过应力检测来确保桥梁整体结构的安全。为了确保主梁标高的施工满足工程建设需求，对于该部分施工的控制目标，可以采用设置预拱度的方法来实现。主梁预拱度的设置可以采用经验法或理论法。其中，经验法主要适用于具有较大参考价值的项目，施工单位凭借着多年的施工经验和相关数据，对主梁预拱度进行设置。而理论法则是结合工程建设的具体情况，通过科学的计算来对施工控制方法进行进一步确定。根据分析方法的不同，理论法还可以细分为叠加法和综合分析法。其中，叠加法主要适用于线性系统或者受非线性影响较小的结构系统，以连续刚构桥梁为例，对于此类桥梁的施工，在对挠度进行计算的时候，是不需要考虑非线性所造成的影响的。而综合性分析法则主要是将与桥梁结构有关的数据一次性输入到系统中。结构程度的计算则可以确定在各种因素作用下结构的最终状态，以此来进一步确定施工时的预拱度。

第７卷第４期　２０１０年８月　现代交通技木　Ｍｏｄｅｍ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖ０１．７　Ｎ０．４　Ａｕｇ．２０１０　

苏通大桥２６８　ｍ跨径连续刚构桥施工线形控制　

顾雨辉　

（江苏省交通工程建设局，江苏南京２１０００４）　

摘要：从施工线形控制的总体思路和方法、线形控制计算、施工阶段线形控制方法、主梁线形纠正等方面阐述　了苏通大桥２６８ｍ跨径连续刚构桥的施工线形控制方法，并以实测数据证明了该方法的合理性。　关键词：苏通大桥；线形控制；连续刚构；施工；计算　中图分类号：Ｕ４４８．２７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—９８８９（２０１０）０４—００４４—０５　

Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｏｆ　２６８ｍ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｒｉｇｉｄ　Ｆｒａｍｅ　Ｂｒｉｄｇｅ　ｏｆ　

Ｓｕｔｏｎｇ　Ｂｒｉｄｇｅ　

ＧｕＹｕｈｕｉ　（Ｔｒａｆｆｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　２６８　ｍ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｒｉｇｉｄ　ｆｒａｍｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｏｆ　Ｓｕｔｏｎｇ　ｂｒｉｄｇｅ　ｆｒｏｍ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｉｄｅａ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄ，ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ，ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｔａｇｅｓ，ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｇｉｒｄｅｒ，ｅｔ　ａ１．Ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ　ｂｙ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｄａｔａ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｕｔｏｎｇ　ｂｒｉｄｇｅ；ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｒｉｇｉｄ　ｆｒａｍｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ