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摘要：本文论述了预应力混凝土连续箱梁施工控制的内容及应注意的影响因素，通过对某连续梁桥结构模拟分析，结合现场实测数据对主桥的线形和应力进行监控，保证了桥梁的质量与安全，为同类型的预应力混凝土连续箱梁桥施工监控积累了一定的经验。
关键词：连续梁桥 悬臂施工 监控
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1 施工控制的内容
对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来说，施工控制就是根据施工监测所得的结构参数实测值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果进行误差分析、预测和对下一节段立模标高进行调整，以此来保证成桥后桥面线形、合龙段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求。
桥梁施工控制一般包括四个方面：①几何变形控制。②应力控制。③稳定控制。④安全控制。
2 施工控制的方法
连续梁桥悬臂施工控制一般可采用预测控制法和自适应控制法进行控制。连续梁桥是一施工→量测→识别→修正→预告→施工的循环过程，其实质就是使施工按照预定的理想状态顺利推进。为保证控制目标的实现，最根本的就是对立模标高做出尽可能准确的预测，即主要依靠预测控制。无论施工过程如何，总是要以最终桥梁成型状态作为目标状态，以此来控制各施工节段的预抛高值(立模标高)。
3 施工控制中结构的计算
实际施工中，连续梁桥施工控制中施工过程的模拟分析采取前进分析、倒退分析、误差分析相结合的方法，对桥梁结构进行实时的分析和监控。
前进分析根据结构各项设计参数和施工工况，对各个节段的变形和应力进行计算，一般作为计算的主要方法，倒退分析时的初始状态必须由正装分析来确定，所以在控制中作为辅助手段。实际施工中，由于设计参数误差、施工误差以及其他不确定因素的影响，实际施工状态有可能偏离设计目标。因此，一方面，需要对实际施工中的各项参数进行现场测试，并将测试结果反映在计算模型中；另一方面，需要实时分析误差产生的原因，并通过跟踪计算，提出消除或减少误差的措施。
4 施工控制误差分析
误差分析是施工监控的难点主要原因是测试数据较少而影响因素较多的矛盾引起的。这就要求在监控过程中善于抓主要矛盾，以往桥梁的监控经验将是进行施工监控的宝贵财富。下面将连续梁桥可能碰到的误差、误差的严重程度以及解决方法分析如下：
（1）结构刚度误差。引起结构刚度误差的因素，一方面是混凝土弹性模量的改变，另一方面截面尺寸的变化，都对刚度有所影响。结构刚度误差对施工控制质量的一般危害不大。
（2）浇筑混凝土误差。浇筑混凝土误差，即混凝土超方，对连续梁桥施工阶段的内力和线型影响较大，特别是两侧出现不平衡超方时，影响就更大。当结构悬臂伸长时，危害急剧增加。在施工过程中，通过改进施工方法减少误差的产生是很有必要的，也是可行的。施工中应尽量保持悬臂两侧平衡。
（3）橋面临时荷载影响。桥面临时荷载既存在对称荷载，也存在单侧荷载。由于桥面荷载随机性较大，只能通过实地观察，估计桥面荷载的重量以及位置，在计算数据中考虑。在施工过程中，加强施工管理，除了必须的施工设备外，对于无用的设备及时清理，并且尽可能保持桥面荷载的平衡性。在计算中要考虑临时荷载的影响，特别是在挂篮定位时要将不平衡的临时荷载影响排除。
（4）预应力束张拉力误差。预应力束张拉误差一方面由张拉千斤顶的油压表读数误差引起，另一方面由各种预应力损失引起。预应力损失包括：①管道摩阻力，②锚具损失，③温度损失，④钢丝松弛，⑤徐变损失。消除预应力误差的方法，一方面加强张拉力的控制，严格标定千斤顶和油表，消除张拉误差；另一方面疏通管道，减少管道摩阻力。
5 工程实例
5.1 工程背景
某大桥位于新建铁路哈尔滨至大连铁路客运专线大连至沈阳段，本文以其中一联连续梁桥为背景来进行监控分析。桥梁结构形式为3跨预应力混凝土连续箱梁，全长145.5m，计算跨径布置为40m+64m+40m，中支点处梁高6.05m，跨中10m直线段及边跨13.75m直线段梁高为3.05m。梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端距离0.75m。箱梁采用单箱单室、变截面、变高度结构。
5.2 计算模型及预拱度设置
本桥计算采用两种结构软件分别计算，校核结果。桥梁博士计算模型如图1所示，MIDAS计算模型如图2所示，挂篮采用等效节点荷载和弯矩替代，程序自动计算收缩徐变等影响因素。本模型将桥体共划分成59个节点，58个单元，将合龙段划分成2个单元。根据各节段施工过程将模型分解成31个施工阶段进行施工过程模拟。
图1 桥梁博士模型
图2MIDAS模型
表1 全桥不同工况下挠度计算值比较（挠度值向下为负，向上为正）
限于篇幅及结构对称性，这里仅列出跨中一半的挠度值。从表1看出，两种软件结构基本一致。三年徐变工况下最大挠度值为13mm。经过对全桥不同工况下挠度计算值的比较分析确定全桥预抛高取值。中跨跨中取1.5cm，其它各点按二次抛物线设置；边跨在悬臂部分5#块(9，51节点)取-1 cm，其它各点按二次抛物线设置。
5.3 主桥施工控制
（1）线形监测
在每个施工块件上布置5个对称的高程观测点，这样不仅可以测量箱梁的挠度，同时可以观察箱梁是否发生扭转变形。在施工过程中，对每一截面需进行立模、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、钢筋张拉后的标高观测，以便观察各点的挠度及箱梁曲线的变化历程，以保证箱梁悬臂端的合龙精度及桥面线形。高程控制点布置在离块件前端10 cm处。
在悬臂施工主梁节段时，通过设置高程观测点，测量各施工阶段主梁的高程变化，再根据施工阶段监测数据及施工控制分析结果适时调整主梁的立模标高，确保桥梁顺利合龙和线形满足设计要求。悬臂浇筑段前段底板和桥面立模标高应该根据挂篮变形、后期徐变挠度和竣工挠度进行设置。对立模标高采用下面的公式计算：
其中，由设计图纸提供，的取值可通过结构计算求出控制截面的挠度最大值，然后按抛物线沿跨长分布，由计算软件计算求得， 由预压试验获得回归方程来获得。其中挂篮变形值是根据挂篮加载试验，综合各项测试结果，最后绘制出挂篮荷载—挠度回归曲线计算变形值。
（2）应力监测
应变计按预定的测试方向固定在主筋上，测试导线引至混凝土表面。上部结构(箱梁)总共布置11个断面，分别为每个主跨的根部、1/4跨和跨中，每个边跨的根部、跨中截面和合龙截面。每个根部断面布置8个测点，测点方向均为顺桥向布置；每个1/4跨断面布置8个，其测点方向均为顺桥向布置；每个跨中断面布置8个，边跨合龙截面布置8个，其测点方向均为顺桥向布置。应力测量值应剔除温度变化的影响。
（3）温度监测
温度监测以一个悬臂作为温度测试对象，主要采用温度传感器测量。在1号块附近悬梁根部、L/4截面和L/2截面和合龙段设置4个断面，每个截面布置12个温度测试点，将测温铂电阻先贴在钢筋上，并做防潮和防机械损伤处理后埋入混凝土内，测试导线引到混凝土表面。对于温度的影响，每次对标高和应力测量时尽量选取相同的时间，一般为早上六点至七点，减少温度对测量结果的影响。
5.4 监控成果比较
限于篇幅，这里列出部分监控成果。
表2哈尔滨方向1/4截面顶板中位置预应力筋张拉后的应力值
从表2看出，此位置应力测量数据符合较好，保证了结构的安全。
6 结论
施工监控过程是一个施工→测量→参数识别→参数修正→预报→施工的一个循环过程，针对整个施工过程进行准确的模拟计算，同时对大桥的施工过程的结果变化进行连续的监测，并对数据进行分析与处理，及时识别有关参数并提出有效的调整措施，才能保证桥梁的线形和应力分布满足设计要求，确保桥梁顺利合龙。
参考文献
[1]向中富．桥梁施工控制技术[M]．铁道建筑，北京：人民交通出版社，2001．
[2]张继尧，王昌将．悬臂浇注预应力混凝土连续梁[M]．北京：人民交通出版社，2004．
[3]徐君兰．大跨度桥梁施工控制[M]．北京：人民交通出版社，2000．
关键词：连续梁桥 悬臂施工 监控
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1 施工控制的内容
对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来说，施工控制就是根据施工监测所得的结构参数实测值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果进行误差分析、预测和对下一节段立模标高进行调整，以此来保证成桥后桥面线形、合龙段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求。
桥梁施工控制一般包括四个方面：①几何变形控制。②应力控制。③稳定控制。④安全控制。
2 施工控制的方法
连续梁桥悬臂施工控制一般可采用预测控制法和自适应控制法进行控制。连续梁桥是一施工→量测→识别→修正→预告→施工的循环过程，其实质就是使施工按照预定的理想状态顺利推进。为保证控制目标的实现，最根本的就是对立模标高做出尽可能准确的预测，即主要依靠预测控制。无论施工过程如何，总是要以最终桥梁成型状态作为目标状态，以此来控制各施工节段的预抛高值(立模标高)。
3 施工控制中结构的计算
实际施工中，连续梁桥施工控制中施工过程的模拟分析采取前进分析、倒退分析、误差分析相结合的方法，对桥梁结构进行实时的分析和监控。
前进分析根据结构各项设计参数和施工工况，对各个节段的变形和应力进行计算，一般作为计算的主要方法，倒退分析时的初始状态必须由正装分析来确定，所以在控制中作为辅助手段。实际施工中，由于设计参数误差、施工误差以及其他不确定因素的影响，实际施工状态有可能偏离设计目标。因此，一方面，需要对实际施工中的各项参数进行现场测试，并将测试结果反映在计算模型中；另一方面，需要实时分析误差产生的原因，并通过跟踪计算，提出消除或减少误差的措施。
4 施工控制误差分析
误差分析是施工监控的难点主要原因是测试数据较少而影响因素较多的矛盾引起的。这就要求在监控过程中善于抓主要矛盾，以往桥梁的监控经验将是进行施工监控的宝贵财富。下面将连续梁桥可能碰到的误差、误差的严重程度以及解决方法分析如下：
（1）结构刚度误差。引起结构刚度误差的因素，一方面是混凝土弹性模量的改变，另一方面截面尺寸的变化，都对刚度有所影响。结构刚度误差对施工控制质量的一般危害不大。
（2）浇筑混凝土误差。浇筑混凝土误差，即混凝土超方，对连续梁桥施工阶段的内力和线型影响较大，特别是两侧出现不平衡超方时，影响就更大。当结构悬臂伸长时，危害急剧增加。在施工过程中，通过改进施工方法减少误差的产生是很有必要的，也是可行的。施工中应尽量保持悬臂两侧平衡。
（3）橋面临时荷载影响。桥面临时荷载既存在对称荷载，也存在单侧荷载。由于桥面荷载随机性较大，只能通过实地观察，估计桥面荷载的重量以及位置，在计算数据中考虑。在施工过程中，加强施工管理，除了必须的施工设备外，对于无用的设备及时清理，并且尽可能保持桥面荷载的平衡性。在计算中要考虑临时荷载的影响，特别是在挂篮定位时要将不平衡的临时荷载影响排除。
（4）预应力束张拉力误差。预应力束张拉误差一方面由张拉千斤顶的油压表读数误差引起，另一方面由各种预应力损失引起。预应力损失包括：①管道摩阻力，②锚具损失，③温度损失，④钢丝松弛，⑤徐变损失。消除预应力误差的方法，一方面加强张拉力的控制，严格标定千斤顶和油表，消除张拉误差；另一方面疏通管道，减少管道摩阻力。
5 工程实例
5.1 工程背景
某大桥位于新建铁路哈尔滨至大连铁路客运专线大连至沈阳段，本文以其中一联连续梁桥为背景来进行监控分析。桥梁结构形式为3跨预应力混凝土连续箱梁，全长145.5m，计算跨径布置为40m+64m+40m，中支点处梁高6.05m，跨中10m直线段及边跨13.75m直线段梁高为3.05m。梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端距离0.75m。箱梁采用单箱单室、变截面、变高度结构。
5.2 计算模型及预拱度设置
本桥计算采用两种结构软件分别计算，校核结果。桥梁博士计算模型如图1所示，MIDAS计算模型如图2所示，挂篮采用等效节点荷载和弯矩替代，程序自动计算收缩徐变等影响因素。本模型将桥体共划分成59个节点，58个单元，将合龙段划分成2个单元。根据各节段施工过程将模型分解成31个施工阶段进行施工过程模拟。
图1 桥梁博士模型
图2MIDAS模型
表1 全桥不同工况下挠度计算值比较（挠度值向下为负，向上为正）
限于篇幅及结构对称性，这里仅列出跨中一半的挠度值。从表1看出，两种软件结构基本一致。三年徐变工况下最大挠度值为13mm。经过对全桥不同工况下挠度计算值的比较分析确定全桥预抛高取值。中跨跨中取1.5cm，其它各点按二次抛物线设置；边跨在悬臂部分5#块(9，51节点)取-1 cm，其它各点按二次抛物线设置。
5.3 主桥施工控制
（1）线形监测
在每个施工块件上布置5个对称的高程观测点，这样不仅可以测量箱梁的挠度，同时可以观察箱梁是否发生扭转变形。在施工过程中，对每一截面需进行立模、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、钢筋张拉后的标高观测，以便观察各点的挠度及箱梁曲线的变化历程，以保证箱梁悬臂端的合龙精度及桥面线形。高程控制点布置在离块件前端10 cm处。
在悬臂施工主梁节段时，通过设置高程观测点，测量各施工阶段主梁的高程变化，再根据施工阶段监测数据及施工控制分析结果适时调整主梁的立模标高，确保桥梁顺利合龙和线形满足设计要求。悬臂浇筑段前段底板和桥面立模标高应该根据挂篮变形、后期徐变挠度和竣工挠度进行设置。对立模标高采用下面的公式计算：
其中，由设计图纸提供，的取值可通过结构计算求出控制截面的挠度最大值，然后按抛物线沿跨长分布，由计算软件计算求得， 由预压试验获得回归方程来获得。其中挂篮变形值是根据挂篮加载试验，综合各项测试结果，最后绘制出挂篮荷载—挠度回归曲线计算变形值。
（2）应力监测
应变计按预定的测试方向固定在主筋上，测试导线引至混凝土表面。上部结构(箱梁)总共布置11个断面，分别为每个主跨的根部、1/4跨和跨中，每个边跨的根部、跨中截面和合龙截面。每个根部断面布置8个测点，测点方向均为顺桥向布置；每个1/4跨断面布置8个，其测点方向均为顺桥向布置；每个跨中断面布置8个，边跨合龙截面布置8个，其测点方向均为顺桥向布置。应力测量值应剔除温度变化的影响。
（3）温度监测
温度监测以一个悬臂作为温度测试对象，主要采用温度传感器测量。在1号块附近悬梁根部、L/4截面和L/2截面和合龙段设置4个断面，每个截面布置12个温度测试点，将测温铂电阻先贴在钢筋上，并做防潮和防机械损伤处理后埋入混凝土内，测试导线引到混凝土表面。对于温度的影响，每次对标高和应力测量时尽量选取相同的时间，一般为早上六点至七点，减少温度对测量结果的影响。
5.4 监控成果比较
限于篇幅，这里列出部分监控成果。
表2哈尔滨方向1/4截面顶板中位置预应力筋张拉后的应力值
从表2看出，此位置应力测量数据符合较好，保证了结构的安全。
6 结论
施工监控过程是一个施工→测量→参数识别→参数修正→预报→施工的一个循环过程，针对整个施工过程进行准确的模拟计算，同时对大桥的施工过程的结果变化进行连续的监测，并对数据进行分析与处理，及时识别有关参数并提出有效的调整措施，才能保证桥梁的线形和应力分布满足设计要求，确保桥梁顺利合龙。
参考文献
[1]向中富．桥梁施工控制技术[M]．铁道建筑，北京：人民交通出版社，2001．
[2]张继尧，王昌将．悬臂浇注预应力混凝土连续梁[M]．北京：人民交通出版社，2004．
[3]徐君兰．大跨度桥梁施工控制[M]．北京：人民交通出版社，2000．