邹超

摘要：文章主要对预应力施工技术、施工工艺方面的详细情况进行了介绍分析，就桥梁施工中的变形控制、应变应力控制、稳定控制作了阐述，并对施工控制中桥梁结构的计算方法进行了论述，从而确保桥梁施工质量与安全，保证连续刚构桥成桥后的主梁线形和结构内力符合设计要求。

关键词：桥梁结构，预应力，施工控制，施工质量

K928.78

根据我国交通事业的迅速崛起、桥梁建设技术不断创新，桥梁建设面临大跨度、高难度的发展方向，预应力混凝土连续刚构桥以强度高、线形明快、施工简捷、跨越能力強的优势在跨度100m～300m的桥梁中占据了主导地位[1]。大跨径桥梁属于高次超静定结构，其成桥线形和恒载内力与施工方法有密切的关系，所以，不同的施工方法和施工次序都会影响成桥后的结构恒载内力与线形。而且，大跨径三向预应力混凝土桥梁自架设体系施工方法的采用，肯定给桥梁结构带来比较复杂的内力与位移变化。在这个过程中桥梁将受到许多确定和不确定因素的影响，导致桥梁结构的实际状态偏离理论计算分析状态。为了确保桥梁施工质量和桥梁建设安全，保证连续刚构桥成桥后的主梁线形和结构内力符合设计要求，让连续刚构桥的实际状态和设计状态尽可能相符，桥梁施工控制是必不可少的。

1施工控制内容

让施工可以根据预定的理想状态顺利推进是桥梁施工控制的实质。事实上不论是理论分析得到的理想状态，还是实际的施工都存在误差，所以施工控制的主要任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，从而对结构未来状态作出预测[2]。桥梁施工控制围绕下述控制任务而展开。

1.1变形控制

为让桥梁顺利合龙，成桥线形形状与设计要求相符，必须对桥梁实施控制，使其结构在施工中的实际位置状态与预期状态之问的误差在容许范围之内和成桥线形状态符合设计要求[3]。而主梁挠度变化非常复杂，可以说随时都在发生变化，其变化可总结为三种类型：①随外荷载变化，主要伴随施工工序而产生，如节段混凝土浇筑、预应力张拉、挂篮(支架)行走等，这类挠度变化快，其变化速度与工序进展速度相关，与时间关系不大；②由于混凝土自身的收缩、徐变特性，使得主梁挠度随时间缓慢变化，变化过程呈指数曲线，前期快，后期慢，与时间关系较密切；③随着环境温度的改变，主梁与墩身内部的温度发生变化从而产生挠度，其变化过程具有周期性，波动性大，变化幅度也大。为尽量降低温度的影响，变形观测应安排在大气温度变化相对稳定的时间段进行(如早晨太阳出来之前)，这样能减少温度引起的测量误差。

1.2应变应力控制

应力控制一般需要在大桥上部结构即箱粱的控制截面布置应力测点，以观测箱梁在施工过程中这些截面的应力变化与应力分布情况。随着施工进展的速度，控制截面的应力应变[5]是不断变化的，在某一时刻的应力值是否符合预测值，是否处于安全范围是施工控制关心的问题。结构应力控制较变形控制难度更大，对应力控制的项目和精度暂时没有明确的规定，仍需就实际情况而确定，通常包括：1)结构在自重下、施工荷载作用下的应力；2)结构预加力；3)温度应力等几项主要的应力控制项目。

1.3稳定控制

在此行业中世界上有许多的桥梁工程在施工过程中因为失稳而导致全桥破坏的先例。因此，桥梁结构的稳定性关系到桥梁结构的安全，它与桥梁的强度有着同等的甚至更大的意义。所以在桥梁施工过程中不仅要严格控制应力和变形，而且要严格地控制施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。桥梁的稳定安全系数是确保结构安全的关键因素，但目前规范中还没有详细列出不同材料的不同结构在不同工况下的最小稳定系数。固有待今后完善。在施工中除许多桥梁结构的附属构建的稳定性必须得到控制外，工程中所用的支架挂篮、缆索吊装系统等施工设施的各项稳定系数也需满足要求。

2施工控制分析方法

施工控制中的结构计算方法能对整个施工过程进行描述，反映整个施工过程中结构的受力行为，还能确定结构各个阶段的理想状态，为施工提供中间目标状态。所以，现阶段施工控制中桥梁结构的计算方法主要分为前进分析法、倒退分析法、无应力状态分析法。

2.1前进分析法

这种方法只有按照实际结构的配筋情况和既定施工方案逐个阶段地进行计算，最终才能得到成桥结构的受力状态和变形情况。这种计算方法的特点是：随着施工阶段的推进，结构形式、边界约束、荷载形式在不断地改变，前期结构将发生改变，其几何位置也在改变，因此，前一阶段的结构状态将是本次施工阶段结构分析的基础。鉴于此，该方法存在以下一些局限性：1)在桥梁结构做前进分析之前，首先制定详细的施工方案，然后按照施工方案确定施工加载顺序进行结构分析，这样就得到结构的各个中间阶段和最终成桥阶段的实际变形和受力状态；2)在结构分析之初，先要确定结构最初的实际状态，即以符合设计的实际施工结果(如跨径、标高等)倒退到施工的第一阶段作为结构前进分析计算的初始状态；3)本阶段的结构分析必须以前一阶段的计算结果为基础，前一阶段的结构位移是本阶段确定结构轴线的基础；4)在施工分析过程中要严格计入结构几何非线性效应，本阶段结束时的结构受力状态用本阶段荷载作用下结构受力与以前各阶段结构受力平衡而求得。

2.2倒退分析法

倒退分析法的基本思想是：t=t0时刻结构内力分布满足前进分析t0时刻的结果，轴线满足设计线形要求。在此初始状态下，根据前进分析的逆过程，对结构进行倒拆，分析每次拆除一个施工节段对剩余结构的影响，在一个阶段内分析得到的结构位移、内力状态、支座反力便是该阶段结构理想的施工状态。倒退分析法具有以下几个特点：1)倒退分析时的初始状态必须由前进分析来确定，但初始状态中各杆件的轴线位置可取设计轴线位置；2)拆除单元的等效荷载，用被拆单元接缝处的内力反向作用在剩余主体结构接缝处加以模拟，这些内力值可由前进分析计算得到；3)拆除杆件后的结构状态为拆除杆件前的结构状态与被拆除杆件等效荷载作用状态的叠加。换句话来说，本阶段结束时，结构的受力状态用本阶段荷载作用下结构受力与前一阶段结构受力状态相叠加而得，即认为在这种情况下线性叠加原理成立；4)被拆构件满足零应力条件，剩余主体结构新出现接缝面应力等于此阶段对该接缝面施加的预加应力，这是正确进行桥梁结构倒退分析的必要条件。

2.3无应力状态法

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。在桥梁的施工控制中，因为桥梁结构的非线性问题和混凝土的收缩、徐变问题，无论是倒装计算分析法还是无应力状态分析法都不会与正装计算分析的结果完全闭合，所以在施工控制中，一般将倒装计算分析法或无应力分析法与正装计算分析法交换使用。

结语

由以上阐述得之，桥梁施工中的变形控制、应变应力控制、稳定控制是保证桥梁施工质量和安全，确保连续刚构桥成桥后的主梁线形和结构内力符合设计要求的重要因素。总之，随着建筑业的发展，混凝土桥梁施工控制、施工控制分析方法也会在实践中逐步发展，成熟。预应力施工技术、施工工艺也将随着时代的进步一起进步！

参考文献：

[1]范立础．预应力混凝土连续梁桥[M]．北京：人民交通出版社．1988．

[2]向中富．桥梁施工控制技术[M]．北京：人民交通出版社，2001．

[3]李江乐．悬索桥的施工控制综述[J]．山西建筑，2008，34(1)：

325—326．

[4]陈树礼，苏木标，张文学．混凝土连续梁桥施工阶段应力监测研究[J]．石家庄铁道学院学报，2004(9)：20—21．

[5]郑长鹰．桥梁工程中预应力施工管理措施初探．中国高新技术企业，2009(6)．