钢箱梁斜拉桥施工控制研究

刘宏伟

摘 要：随着我国国民经济的不断推进，公路、铁路、水运等各个领域都得到了快速的发展，桥梁工程也得到了很大程度上的进步，桥梁工程不仅在桥梁型式上存在多样化，同时在桥梁工程施工技术方面也得到了提升，像我国现有的钢箱梁斜拉桥就是其中的一种类型，钢箱梁斜拉桥在我国范围内随着建造跨度的加大，加上大跨度钢箱梁斜拉桥所存在的固有特点，风荷载、温度荷载及其他因素的存在对施工控制的干扰作用很大，因此在实际的钢箱梁斜拉桥施工过程中，需要对各类施工控制参数进行严格控制，在必要的情况进行修整，确保桥梁施工控制的到位。该文从桥梁工程的角度出发，通过选取钢箱梁斜拉桥实例，对桥梁施工控制的要点进行阐述与分析，对于钢箱梁斜拉桥更好地做好施工控制有关工作，具有一定的促进作用。

关键词：钢箱梁 斜拉桥 施工控制

中图分类号：U448.27 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）01（c）-0054-02

如今在我国桥梁工程建设发展的过程中，斜拉桥的施工建造数量也逐渐增多，斜拉桥借助它本身所拥有的，美观的外形以及优秀的跨越能力，并广泛地使用在城市桥梁及城市以外部分地区，早期的斜拉桥主要采用的是混凝土梁，但近些年来伴随着我国交通量的急剧增加，实际需求要求桥梁宽度越来越大，同时桥梁发展建设对跨径增大的需求也越来越显著，在这种状况下传统的混凝土梁显然对斜拉桥的进一步发展起到了一定的阻碍作用，在大量理论研发与实践的基础上，钢梁斜拉桥的产生在很大程度上解决了桥梁发展中遭遇到的困境。

1 钢箱梁斜拉桥施工控制概述

从实际钢箱梁斜拉桥的施工工艺来看，它与传统意义上斜拉桥施工的控制要点具有更大更多的差异性，因为钢箱梁这种新型的梁体在斜拉桥中的存在，大大改善了斜拉桥使用性能的发挥，虽然从理论上看，我们只是将传统的混凝土梁体替换成钢箱梁，但从梁体结构及梁体受力体系分析，它们两者之间具有很大的区别。传统意义上的混凝土结构梁体通常会采用在专门的梁体生产场地进行模板支立及钢筋绑扎，而后进行相应的混凝土浇筑，带梁体达到设计及规范所要求的强度后采用架桥机或调车将其量架设到桥梁上，或者通过现场浇筑的方式，在施工现场进行实地的支立模板绑扎钢筋，而后现场进行浇筑，再进行相应的养护达到设计及规范要求。而钢箱梁首先采用的材质是钢，再者其梁体的形状为箱形，那么就不能像混凝土梁体那样一次成型，钢箱梁在施工工艺上需要先进行单元的制作，单元制作包含底板单元焊接、腹板单元焊接、顶板单元焊接以及后期的横隔板单元焊接与制作，不仅对单元制作的工艺要求十分严格，同时在进行完单元分段制作以后，将其每个单元运输到施工现场，在梁体的位置上采用相应的施工技术进行段落之间的拼装，最终形成钢箱梁整体在整个桥梁梁体中发挥自身的作用。

2 钢箱梁斜拉桥结构特点

钢箱梁斜拉桥虽然从梁体结构上采用的是钢材质的箱梁，但大多数还是保持了斜拉桥的品质。具体来说，钢箱梁斜拉桥结构特点表现如下。

2.1 建设周期短

因为钢箱梁目前多采用的是工厂生产的模式，不仅能够达到较高的精度及误差要求，同时它受到桥梁下部结构的及主塔施工的影响较小，完全可以与它们实现平行作业，这样从很大程度上节省了更多的工期。另外在钢箱梁后期拼装的过程中，它多采用的是焊接及栓接的拼接方式，因此施工周期也得到了很大程度上的节省。

2.2 主梁无徐变

由于钢箱梁采用的材质为钢，所以它的受力结构与混凝土结构的则截然不同，就从其徐变来分析，混凝土结构的梁体因为会存在混凝土强度提升及后期使用，故会存在徐变效应，这样就会在梁体中形成因徐变而发生的结构内力的重新分布，因此混凝土梁体需要在设计设计及施工中对徐变效应进行考虑，而钢结构的箱梁则不用考虑这点，因为它不会发生类似徐变的效应，也就不会出现结构内力的重新分布。

2.3 动力性能好但防腐性差

从钢箱梁斜拉桥与混凝土结构梁体的斜拉桥的对比来看，钢箱梁的刚度明显要更小，因此它的动力性能会更好，这种动力性能的良好表现在震区更具有优势。另外，由于钢箱梁采用的是钢结构，加上钢箱梁是长期暴露与空气之中的，也会经常遭受到温度、雨雪及其他物质的腐蚀，而一旦没有做好钢的防腐处理，则钢箱梁会表现较差的防腐性能，从而影响到钢箱梁的使用寿命。

3 钢箱梁斜拉桥施工控制研究

该文选取了A市某斜拉桥，该桥为5跨结构，其为双塔双索面半漂浮钢箱梁斜拉桥，主梁采用封闭扁平流线形钢箱梁，梁高3.0 m，梁全宽38.8 m，桥面净宽（不含斜拉索锚固区宽度）33.5 m，双向六车道，通过风洞试验得知其风稳定性表现良好。

在该钢箱梁斜拉桥施工的过程中它会受到一系列的因素的影响与干扰，像设计原因、参数计算因素、斜拉索本身的松弛因素、外界存在的温度、湿度以及一些沉降与变形等等，它们都会在实际中对钢箱梁产生不同程度上的影响。因此为了进一步确保钢箱梁斜拉桥施工质量，对其进行施工控制是很有必要的。通常来说，在斜拉桥实际的施工过程中，其施工控制采用的是双控原则，即内力控制与高程控制，其主要控制内容从数据信息的采集以及数据分析两个方面表现的。

3.1 索力的测试

斜拉桥索力测试不外乎两种方法：直接法与间接法。直接法就是直接用测力计等来测定索力，表现为两种形式：采用压力表测定千斤顶液压，再换算索力；以及用压力传感器测定。所谓间接法即是频率法。在索的张拉和频率之间，存在一定关系。采用频率法测索力，关键在于判定拉索的各阶频率，通常我们采用精密的拾振器拾振，通过频谱分析来进行。这其中，对于频率的误差分析往往被忽视了。该大桥单根索力测试采用油压表配合套筒式压力

传感器进行，而索力联测则采用频率法进行。在该桥的索力测试中，采用频率法进行的索力测试都引入了索的频率误差分析。该桥拉索采用多次张拉法进行张拉。值得注意的是，在张拉千斤顶油缸回油、螺帽拧紧时，不可避免地出现索中实际初张力与油压表中所示值不同的情况。在张拉时，可适当超张拉一些，以抵消这一部分损失，甚至可作为预抬标高的储备，至于超多少，应视实际情况通过计算确定。

因该桥主梁自重较轻，仅为14.5吨/延米，每根索力的少量偏差最终将导致线形的明显偏差，故为确保主梁线形的准确，在施工控制过程中对索力的测试采取了特别的步骤。

（1）定期对张拉千斤顶、油压表进行标定（以电测法为优）。

（2）将直接法（油压表、压力传感器）与间接法（加速度传感器）测得的结果进行比较，用直接法的结果来修正间接法的结果，进而识别出正确的计算参数以指导后续测量工作。

3.2 温度测试

因钢材容热性差，对温度变化十分敏感，而在分析中为简化计算，视其为内部线性变化，但这与实际情况是有出入的。钢箱梁为一空间结构，其温度场的分布就更为复杂，所幸，运用有限元方法，可以对箱梁内部的温度场的分布情况进行模拟。在选择该大桥的温度测点布置截面及布置位置时，就采用了SS-AP91软件的热分析模块，用三维热传导单元建立起热分析模型，模拟一个钢箱梁标准节段，对其内部的温度场分布情况仔细地进行数值分析，并据此来布置温度测点。

4 结语

对于钢箱梁斜拉桥施工控制而言，一般需要控制的因素较多，也较为繁琐，所以在实际中对钢箱梁斜拉桥施工进行控制的时候，需要有选择性地进行控制，以达到斜拉桥施工质量的保证。

参考文献

[1] 王应良.流线形扁平钢箱梁横隔板的应力分析和设计[J].公路工程，2012（8）：121.

[2] 林元培.钢箱梁斜拉桥施工技术探究[M].人民交通出版社，2011：176.