1.工程概況
本橋為某高速公路某橋互通跨線橋的主橋，橋跨為(45+80+45)預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋。橋面半幅寬為16.75m，主梁采用單箱單室變截面連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，箱粱頂板寬16.75m，底板寬8.75m，兩側(cè)懸臂各4.0m，粱高4.6～2.0m，底板厚70～30cm，腹板厚90～50cm。梁體采用縱向、豎向及橫向三向預(yù)應(yīng)力體系，采用掛籃懸臂澆筑施工，邊孔不平衡梁段在支架上現(xiàn)澆施工，其間經(jīng)過逐段立模澆筑砼節(jié)段、分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼束、轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)受力體系及逐跨合攏，最終形成橋跨連續(xù)結(jié)構(gòu)。
連續(xù)梁橋是多次超靜定體系，施工過程中各種復(fù)雜的因素都可能引起結(jié)構(gòu)的幾何形狀及內(nèi)力狀況的改變。由于施工過程的復(fù)雜性，很難事先精確估計結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)。為保證合攏時兩懸臂端豎向撓度的偏差不超過容許范圍以及合攏后橋梁線形滿足設(shè)計線形要求，在施工過程中需對梁體線形及應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控。
2.施工控制的基本理論
2.1 自適應(yīng)控制理論。
影響預(yù)應(yīng)力砼橋梁施工過程中結(jié)構(gòu)線形及內(nèi)力的因素主要有砼的彈性模量，澆筑砼超方量，砼收縮、徐變，橋梁施工臨時荷載，掛籃的變形特性，預(yù)應(yīng)力束張拉誤差等。當(dāng)上述因素與設(shè)計不符，而又不能及時識別引起控制目標(biāo)偏離的真正原因時，必然導(dǎo)致在以后階段的懸臂施工中采用錯誤的糾偏措施，引起誤差積累。要得到較準(zhǔn)確的控制調(diào)整量，必須根據(jù)施工中實測到的結(jié)構(gòu)反應(yīng)修正計算模型中的這些參數(shù)值。當(dāng)結(jié)構(gòu)測量到的受力狀態(tài)與模型計算結(jié)果不相符時，把誤差輸入到參數(shù)識別算法中去調(diào)節(jié)計算模型的參數(shù)，使模型的輸出結(jié)果與實際測量到的結(jié)果相一致。得到修正的計算模型參數(shù)后，重新計算各施工階段的理想狀態(tài)，這樣，經(jīng)過幾個工況的反復(fù)辨識，計算模型基本上與實際結(jié)構(gòu)一致，在此基礎(chǔ)上可以對施工狀態(tài)進(jìn)行更好的控制。
對于采用懸臂拼裝或懸臂澆筑的橋梁，主梁在墩頂處的相對線剛度較大，變形g~el,，因此，在控制初期，參數(shù)不準(zhǔn)確帶來的誤差對全橋線形的影響較小，這對于自適應(yīng)控制思路的應(yīng)用是非常有利的。經(jīng)過幾個節(jié)段的施工后，計算參數(shù)已得到修正，為跨中變形較大的節(jié)段的施工控制創(chuàng)造了良好的條件。
2.2 立模標(biāo)高的確定。掛籃定位標(biāo)高的控制點選擇在待施工箱梁節(jié)段底板前端處的底模上，由下式計算得到：H=Ho+H+fg+fn
式中：H——掛籃的定位標(biāo)高；Ho ——梁底設(shè)計標(biāo)高；H— —圈I退分析計算得到的預(yù)拱度；fg——堆籃的彈性變形；fn——待施工梁段的控制線形與設(shè)計標(biāo)高的差值。
3.施工控制的實施
施工控制是一個預(yù)告——施工——量測——識別——修正——預(yù)告的循環(huán)過程。下面主要討論技術(shù)流程中的一些重要環(huán)節(jié)。
3.1 前期結(jié)構(gòu)分析汁算。
在設(shè)計圖紙的基礎(chǔ)上，采用各參數(shù)的理論值(按規(guī)范規(guī)定或經(jīng)驗取值)，通過有限元分析程序，用倒退分析的方法得出塊件施工時相對于設(shè)計標(biāo)高的預(yù)拋高，并得出各節(jié)段的施工階段應(yīng)力。
3.2 測量。為了獲得橋梁施工中的實際狀態(tài)，須對主梁進(jìn)行標(biāo)高測量：縱橋向每施工節(jié)段設(shè)一測量截面，每測量截面布置兩個測點測一節(jié)段施工的掛籃定位、澆筑砼、張拉預(yù)應(yīng)力等施工環(huán)節(jié)均進(jìn)行標(biāo)高測量。另外須進(jìn)行墩頂水平位移測量：墩頂設(shè)兩個測點，每一施工節(jié)段澆筑砼前后均進(jìn)行墩頂位移測量，以監(jiān)測主墩的水平位移情況。
結(jié)構(gòu)變形的測量方法如下：為正確反映橋梁施工的變位，把梁底標(biāo)高作為施工控制的目標(biāo)。每節(jié)段變位監(jiān)測點從梁底測點經(jīng)腹板引到橋面。掛籃定位標(biāo)高按粱底待澆節(jié)段的最前沿橫截面上的測點定位，澆完砼后，通過測量梁頂預(yù)埋的鋼筋頭的標(biāo)高與此時對應(yīng)的梁底標(biāo)高，建立梁底與梁頂測點的標(biāo)高關(guān)系，這樣已澆梁段的梁底標(biāo)高可通過梁頂標(biāo)高的測量值反饋出來。
為消除日照溫差對梁體變位的影響，可采用以下的方法Ia．以上各項測量工作須安排在清晨日出前進(jìn)行，可不計日照溫差的影響。b．當(dāng)測量工作不能全部安排在清晨進(jìn)行時，須對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行日照溫差修正。從積累的施工控制經(jīng)驗看，由于日照溫度場不易在有限元計算中模擬，所以實踐中以采用根據(jù)實測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時修正的方法為主；選擇有代表性的節(jié)段在典型天氣時對箱梁進(jìn)行24h跟蹤測量，得出箱梁變位與測量時間的關(guān)系，并在測量數(shù)據(jù)中予以修正。
3.3 修改設(shè)計參數(shù)。在獲得測量數(shù)據(jù)后，對比其與理論計算值的差別，采用分離變量法可識別出各參數(shù)的真實值。在本橋的施工控制中，取定主粱砼箱梁抗彎剛度、節(jié)段重量與預(yù)應(yīng)力束張拉力為待識別的參數(shù)。具體識別方法為：在施工第n號節(jié)段時，由掛籃移位的梁體變位實測值與理論計算值的差別，可識別出第r卜l號節(jié)段的彈性模量的真實值；同樣，由澆筑砼時的變位值可識別出第n號節(jié)段的重量；由預(yù)應(yīng)力束張拉時的變位值可識別出第n號節(jié)段對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力束張拉力。在識別出各參數(shù)后，須及時將它們反映在有限元計算中，以獲得修正的下一節(jié)段的掛籃定位預(yù)拋高。
3.4 掛籃變形值的確定。．掛籃體系的變形一般是由掛籃體系在砼重量作用下的彈性變形及掛籃系統(tǒng)各連接桿件因松動而引起的非彈性變形組成的。掛籃結(jié)構(gòu)內(nèi)部的非彈性變形可在掛籃組裝完畢后通過掛籃預(yù)壓試驗消除其影響。對于掛籃體系的彈性變形，一般可以通過空間有限元桿系程序近似地計算懸臂澆筑各節(jié)段作用下的掛籃變形，然后可以繪制掛籃彈性變形與節(jié)段重量的關(guān)系曲線。另外，從掛籃預(yù)壓資料中可以了解到掛籃體系的彈性變形和非彈性變形，這對于懸臂澆筑過程中掛籃變形的確定有一定的參考意義。
3.5 控制線形的修繕。在施工過程中，由于結(jié)構(gòu)實際情況與理論計算的差異以及掛籃定位標(biāo)高放樣的偏差，必將導(dǎo)致已建部分在成橋時呈現(xiàn)的線形曲線出現(xiàn)不能消除的誤差。如果不顧及這種誤差繼續(xù)以后節(jié)段的施工，可以造成全橋的線形反折突然，波動較大。鑒于這種情況，須對未施工節(jié)段的控制線形作出修改。在最優(yōu)成橋線形控制計算中，為了減少突然大幅度的線形曲線波動，改善成橋線形曲線的光滑、平順性，以橋面豎曲線作為基準(zhǔn)線，在已建結(jié)構(gòu)懸臂端連以直線作為未建結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計線形曲線修繕。
該設(shè)計線形曲線，實際上是不能直接作為未建結(jié)構(gòu)施工放樣曲線的，尚應(yīng)考慮其與已建結(jié)構(gòu)部分光滑連接的要求。因此，以原橋面豎曲線作為基線，在合攏段以左的未建結(jié)構(gòu)段，連以下圖的實施線形曲線（合攏段以右的未建結(jié)構(gòu)段，也采用相似的方法）。
實施線形曲線
4.施工控制的主要成果
4.1 整體線形。采用上述理論對該橋互通跨線橋主橋?qū)嵤┦┕た刂坪?，全橋線形變化平順。全橋合攏后各控制點的實測標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高相比，其最大偏差為12mm。
4.2 合攏精度。連續(xù)梁橋兩邊跨合攏偏差為8mm、6mm，中跨合攏偏差為5ram。合攏精度不僅較好地達(dá)到了設(shè)計要求，同時也達(dá)到了國內(nèi)同類橋梁合攏精度的先進(jìn)水平。
5.結(jié)論
本橋施工過程中的主要變形為掛籃變形、結(jié)構(gòu)溫度變形和荷載引起的結(jié)構(gòu)彈性變形。這些變形及其誤差都可通過以上所述方法識別計算；線形控制結(jié)果表明，全橋線形變化平順，實際線形與理論線形的基本一致，所有節(jié)點高差及合攏誤差均滿足施工控制目標(biāo)要求；為保證主梁線形的平順，在實際線形偏離控制目標(biāo)時，可采用以上方法分析偏差產(chǎn)生的原因，并對未施工節(jié)段的控制線形作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
參考文獻(xiàn)
[1]劉躍華，李國平．連續(xù)梁橋懸臂澆筑施工撓度控制的因素分析 ．上海佘路，2000．
