连续梁桥悬臂在桥梁施工阶段的应力分析

田睿

摘要：在中国素有“逢山开路遇水填桥”的说法，桥梁作为一个国家历史与文化的象征，桥梁建筑艺术也历来被认为是文明与智慧的结晶。我国的桥梁建筑技术也是和现代化建设的步调相一致不断取得进步的。连续梁桥悬臂施工同桥梁建设方法一样有着悠久的历史，武汉长江大桥、南京长江大桥的建设标志着我国的桥梁建设技术已经达到了国际化水平，而成昆线上的钢桥建设，则是悬臂施工在桥梁建设运用中的的成熟例子。本文通过分析连续梁桥的悬臂施工，同时探讨应力测试技术在连续梁桥悬臂在桥梁施工中的运用，从而为其他悬臂桥梁的建设提供指导，促进桥梁建设技术的改进。

关键词：连续梁桥悬臂 桥梁施工应力测试分析

引言：工程建设的项目除了房屋和道路建设外，最常见的就是桥梁的修建了。而桥梁建设的建设主要建材就是钢筋混凝土，特别是随着施工条件的复杂性，以及施工难度的加大，必须施工在桥梁施工建设时采用新的工艺。悬臂施工是一种结合钢筋混凝土的材料特性，进行设计改进后的施工工艺。上世纪60年代中期，一批连续梁桥、钢构桥、斜拉桥等不同结构的桥梁样式开始出现在人们的视野中。

我国的第一座T型钢构桥就是用悬臂施工方式建设的大型桥梁。而要完善我国的道路交通系统，预应力钢筋混凝土桥梁建设成为了广泛的桥梁类型，平衡悬臂施工技术又是对桥梁的施工技术的进一步改进。除了考虑桥梁的具体模型外，桥梁承受的预应力也是建筑施工的重点。当然，要了解悬臂施工技术首先必须了解它们的施工原理。

一．悬臂施工

1.1悬臂施工原理

通俗意义上说，桥梁的悬臂施工就是运用外力进行施工。一般说来，主要是用悬臂拼装和悬臂浇筑。悬臂拼装就是通过桥面吊机将预制场和工厂制作的材料运到施工现场，这样就是对以前的施工的改进，减轻了施工的工程量。悬臂浇筑就是将施工挂篮作为支撑，用刚束和斜拉钢索促使施工挂篮前进到下一施工阶段。用这种施工方法就节省和解放了人力，运用了力学的简单原理，有利于推进工程进度。

1.2 悬臂施工注意的问题

由于悬臂施工是一种借助外力的施工方法，经常运用桥面吊机进行作业，因此，运用悬臂施工必须注意施工人员要熟练操作桥面吊机，了解悬臂施工原理，对悬臂施工的要点要掌握；同时，悬臂也有一定的承载限度，有最大悬臂阶段，对于桥面吊机的工作承受量也要信中有数，必要时要采取一定的措施，避免因承载压力过大，发生工程伤亡事故。

二．连续梁桥

2.1连续梁的理论研究

进行连续桥梁建设首先要了解连续梁的理论，连续梁的理论主要是研究各种载荷下结构的变形和应力。一般来说，在计算连续梁的压力和变形可能时通常采用数值法解析法，通过对梁面的受力分析，对连续桥梁建设的建筑材料规格进行设计与选择。

2.2连续梁桥的施工

以前曾有“飞桥”之称的连续桥梁的建设施工技术，在我国很早就存在，因为桥中无墩柱又被叫做“伸臂桥梁”。 由于地质条件的差异，这种梁桥的施工可以解决构件在挠曲和扭转载荷作用下截面所产生的变形和应力，突出于截面平面外的翘曲变形和平面内的畸变变形及应力。同时也将混凝土的收缩与徐变引起的预应力损失考虑进来，大大方便了施工建设。

2.3 应力测试在连续桥梁中的应用

连续桥梁的施工是一项对施工单位及施工人员耐力的考验工程，在现场的施工建设时必须进行施工应力测试。大型桥梁的工程量大，并且悬臂浇筑和悬臂拼装的的每个施工阶段，施工桥面吊机和施工挂篮都要承载很重的负荷。为了保证施工现场的安全和施工结构的安全稳固，必须要精细计算预应力。同时，每个施工截面的应力监测也应该科学合理，是理论研究和现场的计算检测相一致。

三．应力分析

对连续桥梁悬臂施工时需要对桥梁的预应力进行分析，也就是所说的应力分析，这种理论分析对于桥梁建设施工决策非常重要。在混凝土结构的桥梁建设中，由于预加力和混凝土压应力相互作用并取得平衡。所以设计预应力混凝土受弯构件时，需要事先根据承受外荷载的情况，估定其预加力的大小。

3.1应力损失

在实际的施工建设中，由于使用钢筋受到张拉，或者使用的原材料的性能在运输过程有些减弱，由于施工建设时天气情况难以预测，天气状况也会对施工进度造成影响，使用的钢筋预应力中的张拉力的应力系数会逐渐减少，这种施工现象被称为预应力损失。正如热量损失会减少机体的抗压能力一样，预应力损失对施工进度会产生影响， 同时工程的质量安全问题也会受到较大的影响。

预应力的损失不但会降低钢筋混凝土结构的预应力效果，对桥梁的结构的预应力的损失会降低钢筋结构的抗裂度和刚度。因此，在实际的桥梁建设中，必须正确估计桥梁队负荷量的承载程度，既不能过高，也不能过低，否则将影响桥梁的结构稳固，施工后将会出现安全问题。相反，如果对应力损失估计过低，则会导致桥梁部分部位的预应力不足，使混凝土承受较大的拉力，也会对桥梁的稳固程度造成一定的危害，因此，正确估计桥梁的预应力，尽量减少应力损失是连续桥梁建设中一项重要的工作，必须重视。

3.2 施工前的应力分析

对连续桥梁建设进行应力分析是个一以贯之的过程，在施工前根据对施工地段的勘察与地质测量对要使用的钢筋的数量适当控制。在施工前理论设计上，对钢筋的使用总量信中有数，在考虑已有的地质条件的影响下，再减去与应力损失后对使用的原材料进行具体统计。

这种情况下的应力分析还仅仅存在于理论分析的理想状态下，是一个模拟的过程，工程建设的危害及施工要点也还可能存在估计预算不足的问题，总之，这只是一个初级条件下的应力分析，只有在真正的施工过程中，才能因地制宜的进行规划设置。

3.3连续梁桥悬臂在桥梁施工阶段的应力分析

前面对桥梁施工前的应力分析已经论述了很多，对于连续桥梁在施工阶段的应力分析还需要进行实际的分析论证。特别是对于应用悬臂施工方式建设连续桥梁时，由于技术的复杂性加大，施工阶段的应力分析也显得理论性较强，计算量较大，需要专业人员在施工现场考察的基础上认真分析，精密计算。

在施工时钢筋受到张拉，预应力筋将沿管道壁滑移而产生摩擦力，使钢筋中的预拉应力在张拉端高，而向构件跨中方向逐渐减小。钢筋在任意两个截面间的应力差值，就是这两个截面间由摩擦所引起的预应力损失值。当张拉结束并进行锚固时，锚具将受到巨大的压力，使锚具自身及锚下垫板被压密而变形，同时有些锚具的预应力筋束还要向内回缩；此外，对于拼装式构件，其接缝在锚固后也将继续被压密变形，所有这些变形都将使锚固后的预应力筋缩短，因而引起应力损失，形成变形损失，和与应力损失一样，变形损失也会对桥梁建设和桥梁的稳固程度产生危害和影响，是应力分析的重点。

结语：公路系统建设的网路化发展，使连续桥梁越来越常见，这一方面有力地促进了桥梁建设技术的发展，另一方面对于工程力学的一些已经存在的问题提供了解决，至少是推进认识的契机。悬臂施工方式在中国桥梁建设上有几千年的历史，可以说悬臂桥梁建设有很长的回溯历史。特别是在今天，城市化进程日益加快，乡镇建设也日新月异，建设桥梁似乎和建设道路一样常见，要在已有的施工技术的基础上，根据不同的地质条件和不同地区经济社会发展条件的差异，因地制宜，一切从实际出发，既要运用现代施工建设技术，又要考虑到实际，建设出一批功在当代，利在千秋的建筑出来。

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