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摘要：设计单位在线路选线中不可避免的跨越河流、道路及相应建筑物，为保证桥梁造型美观、经济适用，采用大跨度悬臂连续梁跨越，为确保连续梁施工中主梁竖向线形偏差及轴线偏移不超过容许值和合龙后的桥面线形良好及施工与设计状态最大程度吻合，施工过程需通过仿真计算监控，下面以沪昆客专（48+80+80+48）m连续梁为例，浅谈连续梁线形监控仿真模拟计算。
关键字：施工过程；连续梁；线形监控；仿真模拟
中图分类号：TQ639.2文献标识码： A
悬臂施工采用分阶段完成的施工方法，结构最终形成需经历一个长期复杂的施工与结构体系转换过程，为确保施工中结构安全，保证成桥状态接近设计目标状态，采用合理理论分析和计算方法确定连续梁施工中每个阶段在变形方面的理想状态。
一、连续梁仿真模拟计算方法
仿真模拟计算可采用多套软件进行，如采用“MIDAS/Civil”进行平面和空间计算，桥梁博士进行校核。对该项目桥梁监控计算采用正装法进行计算，整个计算步骤按主桥施工架设过程进行，直至主跨合龙。
二、连续梁仿真模拟计算基本内容
仿真模拟利用三维空间结构分析程序，计算分析施工过程、成桥状态的变形，平面位于曲线段桥梁应考虑结构空间的扭转效应对变形的影响。监控计算工作主要包括内容：
（1）计算模型：高质量计算模型尽可能真实模拟设计图纸的各个构造(包括截面和边界条件等)，将结构离散，依据施工划分阶段，区分一般和重点施工工况，为简化计算模型，对一般工况可在施工中不单独列出，但重点工况必需有单独的施工阶段。计算模型见下图：
（2）计算参数包含材料参数和荷载参数。
材料参数：①砼采用C50，力学性能指标见下表：
砼徐变收缩参数参考JTGD62－2004，考虑三年。环境湿度按70％取，构件理论厚度按每个单元实际截面特性计算，水泥种类系数取5.0，②预应力钢筋：结构预应力钢筋计算参数见下表：
荷载参数：① 恒载：一期恒载砼容重取26kN/m3，施工阶段，通过试验确定，齿块按集中力处理；二期包括轨道结构及桥面系重量，依设计文件取114.3kN/m；预应力按设计图进行分阶段张拉，考虑损失效应，压浆分步骤完成；收缩、徐变按各自计算周期，强度发展模式参考CEB-FIP取值；基础变位墩台沉降差按20mm考虑。②施工荷载：挂篮、模板等临时荷载按80t计，各节段湿重按下表计算。合龙吊架及模板重量按80t考虑，实际施工中超出重量要求，重新计算。砼初凝前考虑砼湿重对主梁线形影响，以集中力的方式加载已施工梁段上。
各节段湿重表（t）
③活载：纵向计算采用ZK标准活载，加载图式如下图：
ZK活载加载示图
横向计算采用ZK特种活载；列车活载动力系数如下：
其中为计算跨长，计算出的动力系数小于1.0时取1.0；计算预拱度值不计动力系数；横向摇摆力取100kN，作为一个集中荷载取最不利位置。④附加力：体系温度作用整体升温：25℃，整体降温：-25℃；日照温差按规范取值。
（3）参数影响性分析和施工控制参数确定
各种原因限制，实际结构刚度、重量等参数和最初拟定参数有差别。利用模型计算分析不同参数对施工控制目标的影响，掌握各种参数差别的影响。参数分析含砼弹性模量、节段重量、预应力参数、温度场等。根据各参数影响确定一个或几个主要控制参数为施工中参数识别和分析的重点。
弹模和容重对结构在收缩徐变3年后最大挠度的影响见下图：
从上图可知弹模变化对梁的线形影响并不敏感，容重变化对线形影响较显著，施工时容重修正即梁重统计是施工控制参数之一。
从上图可知孔道摩阻系数变化对墩顶最大负弯矩影响较敏感，施工中依实测孔道摩阻系数进行模型参数修正是必要的。
（4）立模标高确定
立模标高是线形控制基础，成桥合理线形和施工过程计算完成后，确定施工预拱度，求得各施工阶段立模标高。
连续梁线形调整主要通过设置合理预拱度实现，预拱度设置，可依据规范及砼浇注托架传力机理，一般能准确确定。因计算模型、设计参数取值、施工量测等误差不可避免，施工中主梁实际产生的变形与理论值存在误差，所以理论及荷载试验所测得的变形只能作为预拱度取值的一个依据，合理的取值须在前期施工中，通過多个梁段施工有目的的大量测量，积累数据和经验，逐步取得预拱度各组成部分的合理取值。按规范要求取考虑3年收缩徐变后成桥累计位移+静活载挠度的反值，计算得到的设计预拱度见下图：
挂篮变形产生的挠度由挂篮静载试验获得。
设计预拱度
三、施工前仿真计算
依据设计图纸和前期收集的设计、施工资料和荷载等参数，进行施工过程和成桥状态计算，得到初步施工过程理论轨迹和架设前主要施工控制参数。
主梁上部结构施工顺序表
依施工阶段分析得到最大悬臂工况下主梁变形和内力情况见下图：
竖向位移（mm）
主梁上缘应力（MPa）
主梁下缘应力（MPa）
从图中可知最大悬臂状态下主梁最大位移14.1mm，上缘最大拉应力0.3MPa，下缘最大压应力3.8MPa。
成桥后3年收缩徐变工况下主梁的变形和内力状态见下图：
竖向位移（mm）
主梁上缘应力（MPa）
主梁下缘应力（MPa）
从图中可知最大悬臂状态下主梁最大位移17.02mm，上缘未出现拉应力，下缘最大压应力为5.93MPa。
四、施工过程跟踪计算
施工过程跟踪计算包括节段施工前的预测计算和节段施工后的校核和修正计算。如果实测值与计算值有较大差异，需要采用最小偏差理论分析原因并在后续施工过程中采取适当的调整措施。
五、成桥运营状态计算
根据各施工阶段以及成桥状态的实测结果，计算桥梁的成桥状态和运营阶段线形，并与设计成桥线形比较，作出施工监控评价。①主梁变形：
在列车竖向静活载作用下，梁体竖向挠度为21.9mm＜1.4L/1900=59mm，L=80m；梁端竖向转角：正弯0.055‰，负弯0.31‰，小于限值1‰。
②主梁的应力：
六、结束语
通过对施工过程的仿真计算，初步确定每个悬浇节段的立模标高，施工过程中依据施工监测成果对误差进行分析、预测和调整后续梁段的立模标高，确保施工过程中结构的可靠度和安全，确保合龙精度以及成桥后的桥面线形、符合设计要求。
本次浅谈内容以第三方监控单位理论模拟计算并结合现场实际监控控制取得的效果为依据。
关键字：施工过程；连续梁；线形监控；仿真模拟
中图分类号：TQ639.2文献标识码： A
悬臂施工采用分阶段完成的施工方法，结构最终形成需经历一个长期复杂的施工与结构体系转换过程，为确保施工中结构安全，保证成桥状态接近设计目标状态，采用合理理论分析和计算方法确定连续梁施工中每个阶段在变形方面的理想状态。
一、连续梁仿真模拟计算方法
仿真模拟计算可采用多套软件进行，如采用“MIDAS/Civil”进行平面和空间计算，桥梁博士进行校核。对该项目桥梁监控计算采用正装法进行计算，整个计算步骤按主桥施工架设过程进行，直至主跨合龙。
二、连续梁仿真模拟计算基本内容
仿真模拟利用三维空间结构分析程序，计算分析施工过程、成桥状态的变形，平面位于曲线段桥梁应考虑结构空间的扭转效应对变形的影响。监控计算工作主要包括内容：
（1）计算模型：高质量计算模型尽可能真实模拟设计图纸的各个构造(包括截面和边界条件等)，将结构离散，依据施工划分阶段，区分一般和重点施工工况，为简化计算模型，对一般工况可在施工中不单独列出，但重点工况必需有单独的施工阶段。计算模型见下图：
（2）计算参数包含材料参数和荷载参数。
材料参数：①砼采用C50，力学性能指标见下表：
砼徐变收缩参数参考JTGD62－2004，考虑三年。环境湿度按70％取，构件理论厚度按每个单元实际截面特性计算，水泥种类系数取5.0，②预应力钢筋：结构预应力钢筋计算参数见下表：
荷载参数：① 恒载：一期恒载砼容重取26kN/m3，施工阶段，通过试验确定，齿块按集中力处理；二期包括轨道结构及桥面系重量，依设计文件取114.3kN/m；预应力按设计图进行分阶段张拉，考虑损失效应，压浆分步骤完成；收缩、徐变按各自计算周期，强度发展模式参考CEB-FIP取值；基础变位墩台沉降差按20mm考虑。②施工荷载：挂篮、模板等临时荷载按80t计，各节段湿重按下表计算。合龙吊架及模板重量按80t考虑，实际施工中超出重量要求，重新计算。砼初凝前考虑砼湿重对主梁线形影响，以集中力的方式加载已施工梁段上。
各节段湿重表（t）
③活载：纵向计算采用ZK标准活载，加载图式如下图：
ZK活载加载示图
横向计算采用ZK特种活载；列车活载动力系数如下：
其中为计算跨长，计算出的动力系数小于1.0时取1.0；计算预拱度值不计动力系数；横向摇摆力取100kN，作为一个集中荷载取最不利位置。④附加力：体系温度作用整体升温：25℃，整体降温：-25℃；日照温差按规范取值。
（3）参数影响性分析和施工控制参数确定
各种原因限制，实际结构刚度、重量等参数和最初拟定参数有差别。利用模型计算分析不同参数对施工控制目标的影响，掌握各种参数差别的影响。参数分析含砼弹性模量、节段重量、预应力参数、温度场等。根据各参数影响确定一个或几个主要控制参数为施工中参数识别和分析的重点。
弹模和容重对结构在收缩徐变3年后最大挠度的影响见下图：
从上图可知弹模变化对梁的线形影响并不敏感，容重变化对线形影响较显著，施工时容重修正即梁重统计是施工控制参数之一。
从上图可知孔道摩阻系数变化对墩顶最大负弯矩影响较敏感，施工中依实测孔道摩阻系数进行模型参数修正是必要的。
（4）立模标高确定
立模标高是线形控制基础，成桥合理线形和施工过程计算完成后，确定施工预拱度，求得各施工阶段立模标高。
连续梁线形调整主要通过设置合理预拱度实现，预拱度设置，可依据规范及砼浇注托架传力机理，一般能准确确定。因计算模型、设计参数取值、施工量测等误差不可避免，施工中主梁实际产生的变形与理论值存在误差，所以理论及荷载试验所测得的变形只能作为预拱度取值的一个依据，合理的取值须在前期施工中，通過多个梁段施工有目的的大量测量，积累数据和经验，逐步取得预拱度各组成部分的合理取值。按规范要求取考虑3年收缩徐变后成桥累计位移+静活载挠度的反值，计算得到的设计预拱度见下图：
挂篮变形产生的挠度由挂篮静载试验获得。
设计预拱度
三、施工前仿真计算
依据设计图纸和前期收集的设计、施工资料和荷载等参数，进行施工过程和成桥状态计算，得到初步施工过程理论轨迹和架设前主要施工控制参数。
主梁上部结构施工顺序表
依施工阶段分析得到最大悬臂工况下主梁变形和内力情况见下图：
竖向位移（mm）
主梁上缘应力（MPa）
主梁下缘应力（MPa）
从图中可知最大悬臂状态下主梁最大位移14.1mm，上缘最大拉应力0.3MPa，下缘最大压应力3.8MPa。
成桥后3年收缩徐变工况下主梁的变形和内力状态见下图：
竖向位移（mm）
主梁上缘应力（MPa）
主梁下缘应力（MPa）
从图中可知最大悬臂状态下主梁最大位移17.02mm，上缘未出现拉应力，下缘最大压应力为5.93MPa。
四、施工过程跟踪计算
施工过程跟踪计算包括节段施工前的预测计算和节段施工后的校核和修正计算。如果实测值与计算值有较大差异，需要采用最小偏差理论分析原因并在后续施工过程中采取适当的调整措施。
五、成桥运营状态计算
根据各施工阶段以及成桥状态的实测结果，计算桥梁的成桥状态和运营阶段线形，并与设计成桥线形比较，作出施工监控评价。①主梁变形：
在列车竖向静活载作用下，梁体竖向挠度为21.9mm＜1.4L/1900=59mm，L=80m；梁端竖向转角：正弯0.055‰，负弯0.31‰，小于限值1‰。
②主梁的应力：
六、结束语
通过对施工过程的仿真计算，初步确定每个悬浇节段的立模标高，施工过程中依据施工监测成果对误差进行分析、预测和调整后续梁段的立模标高，确保施工过程中结构的可靠度和安全，确保合龙精度以及成桥后的桥面线形、符合设计要求。
本次浅谈内容以第三方监控单位理论模拟计算并结合现场实际监控控制取得的效果为依据。