桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术研究——以河源市义合镇阮啸仙纪念大桥为例

陈伟成

东源县交通管理总站，广东 河源 517000

随着河源市东江两岸经济发展及紫金桥、党演大桥垮塌事故频发，河源市大跨度桥梁取得了快速的发展，其中义合镇阮啸仙纪念大桥采用连续钢构桥，大跨度的连续刚构桥有着整体性较好、跨越能力强、受力性能好、施工难度低的特点。该类桥墩顶未设置伸缩缝，增强了行车的舒适度，此外由于在桥墩和主梁之间采用了刚性的固结形式，无须设置支座，施工工艺得到了有效的简化[1]。但是据研究调查发现，目前在悬臂施工的过程中容易出现开裂或者下挠过大的现象，除此之外对于桥梁的使用荷载及耐久性也均提出了更高的要求，因此需要加强对桥梁施工过程的控制，从而确保桥梁在运营过程中的安全性[2]。

1 连续钢构桥施工控制理论及常用方法

阮啸仙纪念大桥是分节段施工，施工方法和进度会对内力的叠加产生影响，其累积变形也会有所差异。在桥梁施工的过程中进行实时监测其内力状态，并对监测数据加以分析，预测性的控制后续施工[3]。

1.1 连续刚构桥施工控制内容

（1）线形控制。线形控制主要包含平面轴线形及标高控制，线形控制中的标高控制是重点，也是难点。在对高桥墩大跨度的桥梁悬臂进行施工时，由于受到挂篮自重、施工临时荷载、预应力等多方面因素的影响，施工段常出现下挠变形的现象，最终导致实测的标高与理论变形之间存在着较大的差异。若在施工的过程中不能够及时进行监测和分析调整，就会使得误差不断积累，最终影响合龙。

（2）应力控制。悬臂施工时也需要对结构应力状态进行严格监控，其中主要包括结构的自重、施工荷载产生的应力、温度、收缩应力、预应力及其他应力。对于大跨度的连续刚构桥由于施工的节段较多，混凝土龄期长，整个桥梁的施工工期较长，因而应力监测设备需要具有耐久性、稳定性、数据可靠。

（3）稳定性控制。在施工时需要对墩顶的水平位移、0#块托架、边跨现浇支架、横截面刚度等稳定性进行控制。浇筑梁端混凝土或者机械的不合规摆放均会导致桥墩顶偏位。0#块的稳定性主要受托架加工、安装及张拉预应力等方面的影响。

（4）合龙控制。合龙的顺序通常为先边跨、后次中跨，最后中跨合龙，合龙的时间点、温度均会影响合龙段顶开力的大小。边跨在合龙时需要设置支座预偏量，其中预偏量的大小通常是由混凝土的收缩变量所决定的。

（5）高墩的垂直控制。大跨度的连续刚构桥通常采取设置单肢薄壁型空心墩，来使得桥墩具有一定的柔度。在桥墩的施工过程中需要重视测量放样，在开挖之前就需要严格按照规定来布设控制点。特别是对于水准点位置的布设，需要选择地基稳定、地质条件好的区域。此外，还需要注重模板的加工控制，检查模板板面的平整度、模板拼接缝的严密程度等。与此同时，还应对高墩的垂直度进行控制，在完成桥墩模板的安装之后，采用质量较大的垂球进行模板垂直度的初步校验，然后再应用全站仪进行精确的复核。

1.2 桥梁施工的控制方法

（1）事后控制法。事后控制法通常应用于结构在施工过程中出现了较大的偏差，且不能够满足工程要求的情况。事后控制法主要是对已经完成施工的构件内力及线形进行调整，通常是在每个工序完成后或者是在所有的工序均已完成之后进行。

（2）预测控制法。预测控制法也可以称之为事前控制法，是在桥梁施工之前根据计算模型来预测可能出现的问题，并充分考虑其影响因素。但在桥梁实际的施工中，与预测的期望值之间通常会存在着一定的差异，为了能够进一步缩短期望值与实际值之间的差距，可通过实际影响参数来对预测模型加以调整，尽可能提高预测的精度，指导施工，对已浇筑的节段内力和变形进行分析，并采取有效的措施。

（3）自适应控制法。自适应控制法通常应用于工序复杂、反复循环施工、超静定的大跨度桥梁之中。对比分析实测值与模型理论分析值之间的差距，识别出内力和变形参数，寻找偏差原因、修正模型，用于指导下一阶段的施工。

2 悬臂施工阶段控制

2.1 标高线形控制

阮啸仙纪念大桥在进行0#块混凝土浇筑之前，将标高基准点布设于0#块上部结构中，辅助基准点布设在靠近箱梁边缘处，其平面位置如图1所示，且在每个节段的箱梁顶板之上还设置了3个测点，底板处布设了2个测点，以监测箱梁截面的标高变化，其测点布设的位置如图2所示。中轴线的观测通常采用全站仪，完成基点的选择，并直接测量目标两端的直线坐标，通过对比判断出中线是否偏位。每个悬臂施工时对最近已浇筑的3个梁段的标高控制点进行观测，通过与理论值进行对比分析，确保施工过程中悬臂梁的安全稳定。标高的监测主要包括立模标高复测、浇筑前测量、浇筑后测量、预应力张拉后测量。挂篮立模的标高为设计标高、挂篮变形及预拱度之和。

图1 标高基准点示意图（单位：cm）

图2 高程观测点布置示意图

2.2 应力控制

影响应力的因素较多，其中主要包括预应力管道埋设位置偏差、截面尺寸偏差等方面的施工误差，应变传感器埋设的位置，仪器的精度、温度因素的影响，剪力滞效应，混凝土的收缩徐变效应等。大跨度的桥梁在施工的过程中具有复杂性、临时性及不确定性的特点，因此在施工的过程中也会存在着不可预见的突发状况。在施工之前首先需要根据有限元模型来分析出在各种施工工况下的累积应力，待每个节段均完成浇筑之后，通过修正后与理论值进行比较，实现动态控制。阮啸仙纪念大桥施工控制中的预警分为三个等级，由一级到三级，观测值与预测值之间的差距越来越大，所采取的措施也越来越严格，施工控制预警系统图如图3所示。

图3 施工控制预警系统图

3 合龙控制

连续刚构桥的合龙工艺相对而言更为复杂，技术难度也更大，合龙是整个桥梁施工的关键，合龙的质量也决定了成桥的质量。在合龙的过程中桥梁处于最大悬臂状态，也是最为不利的状态，稳定性最差，与其他的工序相比更为危险。劲性骨架能够增强合龙段的刚度，在合龙的过程中抵抗由混凝土所产生的拉压、弯曲等内力作用，也有利于降低在硬化过程中所承受的外力作用，此外还可以确保两个T构悬臂端能够可靠连接。合龙的配重通常包含基本配重和附加配重，基本配重通常选择沙袋配重或者是水箱压重法，附加配重则主要是采用沙袋配重。在进行拱桥施工时，通常借助千斤顶来施加顶推力来调整拱圈内力，通过顶推能够消除高温合龙的影响并改善桥墩的受力。其中千斤顶的具体位置需要通过计算来确定，而顶开的具体控制方式主要分为力控和位移控。通过设置临时预应力钢束来更好地分担弯矩、扭矩等内力作用。

4 结束语

综上所述，文章针对中大跨径的桥梁在施工过程中的控制技术展开研究，以河源市义合镇阮啸仙纪念大桥为例，重点分析了桥梁在线性、应力、稳定性、合龙、高墩垂直度几个方面的控制要点，桥梁的控制方法可以通过事后控制、预测控制及自适应控制来解决。在悬臂施工的阶段，施工人员尤其需要注意标高线性及应力的控制，在应力控制过程中还需要建立施工控制预警系统。此外，合龙控制是桥梁施工的关键阶段，在此阶段需要加强对该方面的监测，通过设置临时构件来分担内力作用。