[12-11 17:00:02] 来源：http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读：3252次
摘要：探讨了在大跨度多跨矮塔斜拉桥施工中采用以主梁线形控制为主、兼顾桥梁截面应力和拉索索力的控制原则，采用基于最小二乘法的参数识别修正法对桥梁进行施工控制，具体内容包括主梁线形控制、主梁和主塔截面应力控制、拉索索力控制、主塔偏位控制和桥梁施工稳定性控制等。
关键词：大跨度；多跨；矮塔斜拉桥；施工控制1 引言
大跨度多跨矮塔斜拉桥属于高次超静定结构，成桥后的主梁线形和结构内力与施工方法和安装程序有着密切的关系，随着桥梁结构体系和荷载状态的不断变化，桥梁的内力和变形也在不断变化，施工中对每个施工阶段进行详尽的分析和验算、求出每个施工阶段的控制目标值，对桥梁施工控制极为重要。
2 大跨度多跨矮塔斜拉桥施工控制内容
2.1 主桥分段施工线形控制
在主桥分段施工中，施工挠度和预拱度的计算是线形控制的关键。在悬臂浇注前，准确计算出各个施工阶段的挠度值和挠度累计值，并将施工完成阶段的挠度累计值作为现浇梁段施工中的预设拱度，反向施加到施工完成阶段的结构理想状态，理想挠度曲线上，以便为每个悬臂施工阶段确定一条适当的现浇梁段曲线，这些轴线就是相应施工阶段的结构理想挠度曲线。运用MIDAS/Civil有限元程序，采用倒拆分析方法对施工阶段进行计算，采用正装与倒拆相结合的方法处理混凝土的收缩、徐变问题。通过分析知，施工过程中对桥梁结构内力和变形影响较大的设计参数，主要来自于梁体自身静载、预应力钢绞线的有效预应力、材料的弹性撑量、混凝土收缩和徐变的变形性能以及混凝土加载龄期的变化等，其它计算参数影响较小。计算出主梁的设计标高之后，再运用倒拆分析方法计算出依次拆除每个施工阶段每个梁段的阶段位移，按照倒拆顺序将设计标高依次迭加上这些阶段位移，就得到每个施工阶段拆除后结构的理想挠度曲线。可以计算出主桥主梁的设计标高和依次拆除每个施工阶段结构的理想挠度曲线数值进行控制使用。
2.2 主桥截面应力控制
主桥截面应力控制包括主梁截面应力控制和主塔截面应力控制。该桥梁的主梁在设计时按全预应力标准进行设计，主梁的截面尺寸和刚度较大，分段施工时最大压应力出现在主梁根部截面，分别为倒拆过程中的边跨和中跨主梁根部截面应力时程图。边跨主梁根部截面应力与中跨主梁根部截面应力的变化趋势基本一致，成桥状态时截面应力最大；在结构体系转换和合拢段拆除过程中应力有所变化，但是变化的幅度较小；在悬臂梁段拆除过程中应力逐渐减小，且减小的幅度较大，这些应力变化规律与矮塔斜拉桥悬臂施工时的受力特点相一致。
主桥的主塔主要承受拉索传来的竖向荷载，施工过程中主塔全截面受压，最大压应力出现在塔底根部截面，分别为倒拆过程中的边塔和中塔塔底根部截面应力时程图。施工过程中塔底根部截面应力较小，主塔有较大的应力安全储备，在边跨结构体系转换和最后张拉的2/3合拢束拆除过程中，边塔塔底根部截面应力变化较大，中塔塔底根部截面应力变化较小；在悬臂梁段拆除过程中，边塔和中塔塔底根部截面应力均有较大幅度的减小。所以在施工过程中应及时测量各控制截面的应力，分析应力的实测值与理论值之间是否存在偏差，如果有较大的偏差，尽快查找和分析原因，确保桥梁安全建造以及结构内力不超标。
2.3 主桥斜拉索索力控制
斜拉索是矮塔斜拉桥的重要组成部分，斜拉索的初张力对主梁起加劲作用，可以直接影响到主梁的标高、内力和主塔的偏位，对结构性能影响很大，所以在对主梁线形控制的同时，还要兼顾拉索索力的控制。施工中对斜拉索索力的监测，通常采用对所有索力的通测和对每根索力的单测相结合的方法，及时发现索力的理论值与实测值之间的偏差，根据索力误差及时修正拉索的设计参数，以便将各拉索的索力控制在合理的精度范围之内，通过时程图分析，边塔最内、外侧拉索索力与中塔最内、外侧拉索索力的变化趋势基本一致，在体系转换和合拢段拆除过程中，索力基本上没有变化；在悬臂梁段拆除过程中，索力逐渐减小，但是减小的幅度不大，施工过程中不用多次调整索力，符合矮塔斜拉桥斜拉索一次张拉的施工特点。
2.4 主桥塔顶偏位控制
主桥的斜拉索在塔顶没有截断，通过鞍座对称锚固于两边的梁体。由于该桥跨数较多，在合拢段施工及体系转换过程中，塔顶容易出现较大的偏位，对主梁线形和拉索索力控制不利，因此在桥梁施工过程中必须对桥塔偏位进行控制，通过偏位时程图可以看出，在结构体系转换和合拢段拆除过程中，边塔塔顶偏位较大，中塔塔顶偏位较小;在悬臂梁段拆除过程中，边塔和中塔塔顶偏位都较小。这是因为在合拢段拆除过程中边塔左右两边的结构相差很大，合拢束的强大效应使边塔附近的主梁在跨中产生较大的不平衡竖向位移，塔顶有较大偏位；而中塔在合拢段拆除过程中左右两边的结构完全对称，中塔附近的主梁在跨中没有产生较大的不平衡竖向位移，塔顶没有较大偏位。为了减小边塔塔顶偏位，合拢束应分多批进行张拉，即在当前合拢时张拉第一批合拢束，等所有合拢段的第一批张拉完后再张拉第二批，依次循环下去直到所有合拢束全部张拉完毕，这样桥梁结构就会渐渐成为一个整体，避免了合拢段施工时边塔左右两边结构不对称现象。www.tmgc8.com
2.5 主桥施工稳定性控制
悬臂施工时矮塔斜拉桥的主梁和主塔一般承受很大的轴向压力，结构容易发生失稳破坏。主桥是一座大跨度多跨矮塔斜拉桥，合拢段施工较多，合拢工序较复杂，合拢时主梁和主塔承受的轴向压力较大，为了避免施工过程中出现结构失稳破坏，必须对桥梁进行施工稳定性控制。但是目前还没有可靠的手段来监测施工过程中可能出现的失稳现象，只是通过稳定性分析计算，再结合结构的应力、变形情况来综合评定控制其稳定性，通过倒拆分析，每个施工阶段的桥梁的第1阶稳定安全系数都较大，远远大于现行规范规定的最小稳定安全系数，说明结构的整体稳定性较好;开始施工时结构的稳定安全系数最大，随着悬臂梁段的浇注，稳定安全系数逐渐减小，说明结构的整体稳定性随着悬臂梁段的浇注而逐渐下降；每个施工阶段的第1阶失稳特征均为桥塔面外反对称失稳，施工过程中桥塔的面外刚度相对较小，施工时应确保桥塔与主梁的固结，加强桥塔的面外刚度。
3 结语
斜拉桥梁施工之前需要确定出桥梁施工控制的内容和控制目标，包括主梁线形控制、主梁和主塔截面应力控制、拉索索力控制、主塔塔顶偏位控制和桥梁施工稳定性控制等。在主梁线形控制中，通过对桥梁结构的整体分析，分别计算出一期恒载、二期恒载和活载产生的挠度，将这些挠度按照一定的系数进行组合，计算得出桥梁施工的预拱度，将主梁施工预拱度叠加桥面竖曲线标高，得到成桥状态的主梁设计标高，再将设计标高依次叠加每次拆除一个施工阶段主梁的阶段位移，得到桥梁施工的理想挠度曲线，按照此挠度曲线进行施工，即可确保桥梁的最终线形符合设计线形。
参考文献
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