预应力混凝土桥梁施工控制研究

艾尔西丁·阿不都热依木

(新疆路桥总公司第一工程处)

1 施工控制的具体内容

结构应力、结构稳定性、结构变形控制等都是预应力混凝土桥梁施工控制的对象及具体内容。线形控制的本质是指确保施工过程中每一个细小节段的横向位移及竖向挠度都能满足预期设计的要求，而且桥梁在施工完成之后显现出来的线形及整体形状没有与预期设计存在显著的偏差。内力的控制对象及具体内容则是主梁与施工完成之后的桥梁在施工过程中的预期应力。特别要注意合拢时预应力的控制，预应力偏大或偏小都会直接影响整体桥梁的安全系数，所以在施工的时候，一定要保证桥梁最终的预应力能够达到预期设计的需求。桥梁在施工每个阶段中的施工配件、人员及整体桥梁的安全稳定等都是施工控制中最根本的要求。

2 影响预应力混凝土桥梁施工控制的若干因素及控制方式

2.1 温度变化产生的影响及控制形式

桥梁在不同的温度环境中会呈现出不同的数值，桥梁结构的变形和受力情况会随着温度的改变而发生相应的改变。由于温度的影响，桥梁实际测量得到的数据与预期数据之间一定会存在着些微的偏差。如果施工管理者忽略温度带来的影响，没有安排人员及时进行测量，就无法获得桥梁实际的数据，导致在施工中的安全稳定性数值偏低，最终影响桥梁的整体安全稳定性。在施工过程中，应该配有专门的人员负责量测桥梁在不同温度下呈现出来的结构状态，应力、应变情况等。将测量的实际数据与理想数据进行比较，积极采取合理的措施来降低温度带来的影响，使桥梁施工过程中的实际数据尽可能靠近理想数据。

2.2 结构参数产生的影响及控制形式

结构参数是构成桥梁整体施工控制预期分析及估测的基本元素，如果结构参数存在偏差，桥梁整体施工的分析及估测结论的准确性也将会出现偏差。施工荷载、材料热膨胀系数、结构构件截面尺寸、材料容重、预应力、结构材料弹性模量、索力等都是桥梁结构参数的具体构成因素。工程管理者在施工过程中，一定要保证在高度准确性的结构参数的基础上，进行全面完整的分析及估测。负责收集桥梁结构参数的施工人员应该保持谨慎的态度，仔细核对每一个数据，使收集的参数数据与实际相符。

2.3 材料收缩、徐变产生的影响及控制形式

在一般情况下，大跨径桥梁施工过程中的混凝土都存在各个阶段龄期差异性大、加载龄期小的现象，这些现象会引起材料的收缩及徐变，进而影响桥梁的结构变形、内力及整体结构。所以在混凝土桥梁的施工过程中，要认真分析材料发生收缩机徐变的具体情况，选择使用符合实际要求的计算模型及徐变参数。

2.4 结构计算分析模型产生的影响及控制形式

在施工控制中会简化桥梁的结构，建立相似的模型，然后在模型的基础上采用适宜的分析方法及措施来进行预测。桥梁结构在简化模型计算分析的过程中会产生相应的偏差，例如桥梁模型的精确度、假设条件的合理与否、边界条件的处理等。如果没有处理好这些细微的偏差，在实际应用中将会导致施工的不合理，影响桥梁施工的整体质量。在桥梁的施工控制中要加大对简化模型计算分析数据准确性的重视力度，在需要的时候可以进行专门的试验研究，确保能将简化模型计算分析方式中可能出现的误差降到最低，提高计算分析结果的可靠性。

2.5 施工工艺、施工监测产生的影响及控制形式

施工控制的本质是为了获得最佳的施工效果，施工工艺的选择、实施及施工过程的监测都会对施工控制最终目标的实现产生直接的影响。在桥梁施工中选择的施工工艺必须要契合控制的要求，并确保科学实施。桥梁工程管理者应该严格监测施工过程中由于没有按照合理的施工步骤实施而产生结构制作、安装等方面的误差，让施工整体状态符合控制的要求。施工人员应该实时对桥梁施工过程进行监测，监测的内容包括应力、变形、数据采集、测量方法、仪器安装、测量仪器、环境情况等相关的数据，并对数据进行反复核查，确保数据的高度准确性。

3 预应力混凝土桥梁施工控制中误差的调整

在现代系统工程学理论的基础上，可以将桥梁施工过程视为一个复杂而且具有多面性质的动态系统，结合现代控制理论，针对工程实际测量状态、理想状态及误差信息及数据施行深入的分析，并探讨并制定能够调整变量的最优方案。根据最优方案在桥梁的施工现场进行调整，让桥梁整体结构的实际施工状态逐渐接近理想状态。灰色理论法、最小二乘法及Kalman过滤法都是在桥梁施工控制中经常用到的理论及方法。施工管理者结合这些常用方法，做好桥梁结构的前期预报及后期调整工作，在目前施工的实际状态基础上进行倒装计算和正装计算，预测估计在今后施工过程中可能出现的应力及变形情况。

4 预应力混凝土桥梁结构的理论计算分析

一般情况下应该整合有限元素来计算桥梁的结构，分析探讨每个施工环节中相应截面的位移、应力，并把分析得出的结果作为施工控制的依据。正装、倒装分析法、无应力状态计算法都是目前我国桥梁施工控制经常使用的结构计算方法。正装计算能够模拟分析桥梁结构实际的施工过程，把混凝土收缩、徐变非线性等问题纳入考虑范围之内，能够及时了解每个施工阶段中桥梁结构的受力及位移情况。在预应力混凝土桥梁的结构计算中，首先施行正装计算，然后再进行倒装计算，逆转桥梁结构实际的施工顺序来计算并确定施工的预拱度。无应力状态是基于结构中每个构件的无应力曲率及长度不存在改变情况的一种计算分析形式，这种形式适用于跨度较大的悬索桥与拱桥的施工控制，使用这种形式能有效结合施工中每个阶段与桥梁结构成桥后整体的情况。整合有限元素进行分析的时侯，建造的模型要满足桥梁的结构特点。选择使用的计算分析软件应该便于工程应用，可以选择ANSYS、SUPSAP、桥梁博士、GQJS、COS-MOS等享誉国内外的正版结构有限元分析软件包。这些软件都具备优异的前后处理功能。

5 结束语

预应力混凝土桥梁施工控制的根本目的是确保施工过程中的安全稳定，并尽最大的努力让施工过程呈现出来的整体状态满足预期设计的要求，桥梁整体的受力及线性都在预期设计的范围内。施工管理者首先要全面了解并掌握影响预应力混凝土桥梁施工控制的若干因素，估计可能发生的状态偏离状况，探讨有效的应对措施，只有这样才能保证施工控制的科学合理性，才能获得最佳的控制效果。着重分析了几个关于预应力混凝上桥梁施工控制的内容，为预应力混凝桥梁施工控制提供一定的理论基础，并希望能够引起工程管理者对施工控制的重视力度。

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