预应力混凝土连续－刚构桥梁的施工控制
1、桥梁控制的意义及目的
随着科技的进步与技术的创新，越来越多的大跨度桥梁出现在我们的身边，它们的出现不仅大大提高了桥梁的跨越能力，也在一定程度上美化了我们的城市。而这种桥梁都有一个共同的特点就是技术含量高,施工细微误差容易导致桥梁的线性及受力在施工和以后的运营阶段存在隐患，因此对施工过程中的掌控精度提出了更高的要求。在这样一个大环境下，施工监控的作用越发彰显。桥梁施工监控以成桥的线性和受力均满足设计要求同时为今后桥梁营运的安全性和耐久性提供有价值的参考信息为最终目的，通过在施工过程中采集各种与成桥目标密切相关参数的现场实际数据与设计数据进行比对修正等措施来掌握施工进度和发展情况，及时的反馈与跟进调整来指导施工，确保成桥目标顺利实现。
2、工程概述
潇湘大桥位于四川省阿坝藏羌自治州理县,是汶川大地震后湖南对口援建理县的市政项目,联系新老两片城区的主要交通干线。主桥上部结构为42+70+42m的三跨变高度预应力混凝土连续－刚构箱梁结构，截面形式为单箱单室。箱梁顶宽14m，箱梁底宽7.5m。主墩处梁高4.5m，边、中跨合龙处梁高2m，梁底曲线按二次抛物线变化。箱梁共分8个悬臂段完成单T浇筑，0块用托架支模成型，1~8块及中跨合龙段采用挂篮悬臂浇筑，边跨现浇段及合龙段采用满堂支架法现浇。潇湘大桥桥型布置图见图1：
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图1 潇湘大桥桥型布置图（单位：m）
3、结构仿真分析
结构仿真分析是施工监控的第一步，其作用在于运用设计提供的基本参数和施工工序，对结构在施工过程中的各种状态的一个全面模拟，旨在得到在各个不同的施工阶段，结构的内力，挠度，收缩徐变的理论值，并以此为依据对结构在施工过程中的各种状态进行有效控制。
3.1仿真计算模型
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潇湘大桥的结构仿真计算采用的是由长沙理工大学开发的大跨度桥梁设计计算与控制分析软件BRanalysis。该软件可自动考虑在不同施工阶段时各梁段混凝土的自重、收缩和徐变、预应力、温度变化、支座沉降和墩梁固结释放等因素的影响。全桥上部结构根据悬臂施工特点共离散为47个节点，46个单元。潇湘大桥成桥后的计算模型见图2 ：
图
图2 计算模型的单元及节点划分（单位：m）
3.2施工阶段的划分
为了与实际施工顺序相吻合，更精确的体现每个施工阶段的结构的状态，本模型共划分了58个施工阶段。每个施工阶段为一个时段，具体施工工况描述见表1。
表1 潇湘大桥施工控制模拟计算工况描述
施工工况序号
1 2 3～10 11 12 13 14 15 16 17
施工桥墩；
施工1#墩0#块、2#墩0#块，1#墩增加临时支撑；
施工1#墩1～8号梁段，施工2#墩1～8号梁段，同时待混凝土达到设计强度90%且龄期不小于7天以后对应张拉T1～8，W1～8号预应力钢筋； 搭设日落村岸和理县岸边跨端部支架，浇筑边跨现浇段混凝土； 拆除全部挂篮（共4个）；
安装0～1＃、2～3＃墩边跨合龙吊架，边跨跨距悬臂端2m处安装230KN的压载，中跨跨距悬臂端2m处安装260KN压载； 浇注边跨合龙段混凝土，同时边跨水箱同步卸载；
待0～1＃、2～3＃墩边跨合龙段混凝土达到设计强度90%且龄期不小于7天以后，按先长束后短束张拉ST、SB预应力束； 拆除落村岸和理县岸边孔现浇段支架；
安装1＃～2＃墩中跨合龙段挂篮，安装合龙吊架，顶底板上各张拉2束最长后期束，张拉力为500KN，浇筑中跨合龙段混凝土，同时中跨水箱同步卸载；
待1＃～2＃墩中跨合龙段混凝土达到设计强度90%且龄期不小于7天以后，按先长束后短束张拉CT、CB预应力束，并将顶底板上已初次张拉的预应力束补拉到设计吨位； 解除1＃墩墩梁临时固结； 在桥面施加二期恒载； 拆除配重段支架； 施加汽车荷载；
成桥后三年的收缩徐变分析；
工况描述
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3.3荷载的模拟
桥梁在施工过程中遇到的荷载主要有挂篮重力、混凝土自重及桥面的二期恒载。仿真分析中
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对这三种荷载根据各自特性予以充分的考虑：挂篮荷载由于作用在梁端，作为节点集中荷载；自重是由程序自动根据施工阶段的推移转化为等效非节点荷载添加；桥面二期恒载则在最后以均布荷载的形式表示。
4、施工中挠度及应力变化规律分析
伴随着施工的工作的展开，收集相关的实际参数,及时调整仿真分析的结果,保证理论与实际的结合，更科学合理的对施工进行指导。而监控工作的最重要的意义也正在于此，通过理论与实际的对比，掌握工程的健康状况以达到监控的目的。收缩与徐变是混凝土的两个重要特性，在凝固初期其值变化很快，后来逐渐变缓在5-15年后达到极限，且在发生过程中混凝土本身在不断发生应力重分布，故对应力与挠度值是不可忽略的影响。
4.1挠度变化规律分析
不考虑收缩徐变0.0150.0100.0050.000-0.005-0.010-0.015-0.020-0.025-0.030-0.035单元号1357911131517192123252729313335373941434547考虑收缩徐变挠度值 (单位:m）
图3 收缩徐变与非收缩徐的挠度变对比图
理论挠度值0.0150.0100.005实测挠度值挠度值 (单位:m)0.000-0.005-0.010-0.015-0.020-0.025-0.030单元号1357911131517192123252729313335373941434547图4
成桥后挠度的理论与实际对比图
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理论挠度值0.0003-0.001456710111213实测挠度值141516171819202122挠度值 (单位:m)-0.002-0.003-0.004-0.005-0.006施工阶段号
图5 1块挠度随施工进程挠度对比图
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4.2应力变化规律分析
不考虑收缩徐变201357911131517192123252729313335373941434547考虑收缩徐变应力值 (单位:Mpa)-2-4-6-8-10-12节点号
图6 中轴线顶沿收缩徐变与非收缩徐的应力变对比图
不考虑收缩徐变01-2357911131517192123252729313335373941434547考虑收缩徐变应力值 (单位:Mpa)-4-6-8-10-12节点号
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图7 中轴线底沿收缩徐变与非收缩徐的应力变对比图
理论应力值201357911131517192123252729313335373941434547实际应力值应力值 (单位:Mpa)-2-4-6-8-10-12节点号
图8 中轴线顶沿成桥应力与实际对比图
理论应力值0-1-21357911131517192123252729313335373941434547实际应力值应力值 (单位:Mpa)-3-4-5-6-7-8-9-10节点号
图9 中轴线底沿成桥应力与实际对比图
理论应力值03-2456710111213141516171819202122实际应力值应力值 (单位:Mpa)-4-6-8-10-12施工阶段号
图10 1块应力顶沿随施工进程挠度对比图
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理论应力值20实际应力值应力值 (单位:Mpa)3-2-4-6-8-10456710111213141516171819202122施工阶段号
图11 1块应力底沿随施工进程挠度对比图
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4.3结论
由图3可知：1、收缩徐变引起挠度的变化在跨中要大于支点处；2、合龙较早的梁段混凝土受收缩徐变的挠度较大；3、成桥时收缩徐变的挠度占总挠度的19.7%，对桥梁的施工一定要给予重视。图4、5表示：1、在两种情况下，理论与实际的吻合度高，完全能够满足施工的精度要求；2、就挠度影响而言，相近梁段施工的影响较为明显，越远影响就越小；3拆除挂篮与合龙让梁段产生了向上的挠度。图6、图7表示了收缩徐变对顶沿的应力影响大于底沿的；与此同时收缩徐变的导致预应力的损失。图8、9、10、11表示：1、理论与实际的吻合度高，2随着施工的进行，后面的梁段对已施工梁段的影响是渐缓。
5、结束语
随着基础设施建设的大力开展，该类型桥梁会不断涌现。本文通过对施工监控流程的描述以及考虑收缩徐变的影响，比对实际与理论值，介绍了一种保证桥梁质量行之有效的方法，希望能够对以后的施工监控工作起到一定的启发作用。
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