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广西大学土木建筑工程学院

在职研究生课程论文（作业）

课程大跨径桥梁施工监测 任课教师 专业、年级 研究生

内容提要以九架棚大桥为例，简要论述预应力混凝土连续刚构桥施工控制技术。连续刚构桥属于自架

设方式施工，且以成形结构的状态（包括受力、变形）具有不可调整性，由于其节段多、工期长，受多种因素影响会出现偏差的因素多，可能性搭，所以确保成桥线形与内力状态符合要求显得非常重要。

关键词连续刚构施工控制

1 引言

预应力混凝土连续刚构桥通常用在较大跨径的梁式桥上，一般采用悬臂浇筑施工，目前采用的墩梁固结结构后，避免了墩梁临时固结和解除固结这个复杂过程，所以看起来比连续梁桥简单些，而实际上，由于连续刚构桥跨径大，孔数多（三孔或五孔），施工中遇到的问题较多。

大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监测的目的就是在悬臂施工过程中，通过监测主墩和主梁结构在各个施工阶段的应力和变形，来达到及时了解结构实际行为的目的。根据监测所获得的数据，首先确保结构的安全和稳定，其次保证结构的受力合理和线形平顺，为大桥安全、顺利地建成提供技术保障。

6 施工控制方法与最优控制计算

6.1大跨径连续钢构桥的施工控制是一个施工—量测—识别—修正—预告—施工的循环过程。在施工控制中，需从受到或多或少噪声污染的结构状态中估计出真实的结构状态。同时，为了达到施工控制的最基本要求，即它的最优性能指标，可针对施工过程组成随机最优控制系统，对结构状态理论值与实测值之间的误差进行分析、调整、预测。本桥运用工程控制论的思想，6.2施工控制计算的原则

（1）施工方案

本桥主要是研究施工方案，从而确定悬臂施工期间的施工荷载：一是挂篮荷载根据设计图确定；二是施工期间的其它荷载。

（2）计算图式

九架棚大桥主要经过悬臂施工和三次合拢，则在施工中结构体系不断变化，

由于主桥合拢前后结构体系将发生转变，即由对称的单“T”静定结构边为对称的超静定结构，故在合拢前后调整时，只需取单“T”分别进行调整。控制计算模型的建立如图2所示。 (8) 施工进度：施工控制计算需按实际的施工进度以及确切的预计合拢时间分别考虑各个部分的混凝土徐变变形。6.3最优控制理论的采用

对于悬臂施工的连续刚构桥，其后一块件是通过预应力筋使混凝土与前一块件相连接而成，因此，每一施工阶段都是密切相关的。分析各施工阶段及成桥结构的外形和受力特性就变得必不可少。

为了使结构在最终成桥状态时达到设计要求的各项性能指标，确定各施工阶段结构的线形的桥梁悬臂施工中最重要的任务之一，而决定上部结构每一待浇块件的预拱度尤其重要。因为①合拢前，一个单跨的两个悬臂端部应该尽可能在同一水平面上；②桥梁在施工和运营状态下，上部

结构的标高频繁发生变化（上挠或下挠）。因此，在上部结构各个截面的施工中应该预留容许偏差，以期保证在“无限长时间”（约15年～20年）以后结构物能够保证在设计所规定的标高范围内。

由于建桥材料的特性、施工误差等是随即变化的，因而施工条件部可能是理想状态。为了解决上述问题，在九架棚大桥的施工中，从前进分析、倒退分析、实时跟踪分析三方面入手，相互结合，实现成桥结构在线形、内力各方面满足设计要求的目标。

（1）前进分析

前进分析的目的在确定成桥结构的受力状态。这种计算的特点是：随着施工阶段的推进，结构型式、边界约束、荷载型式在不断变化，前期结构发生徐变和几何位置的改变。因而，前一阶段结构状态将是本次施工阶段结构分析的基础。我们将这种按施工阶段进行的结构分析称为前进分析法。

前进分析不仅可以为成桥结构的受力提供较为精确的结果，为结构强度、刚度验算提供依据，而且还可以为施工阶段理想状态的确定形成一个描述结构状态的数据文件，作为完成桥梁结构施工设计、控制的基础。

（2）倒退分析

前进分析系统可以严格按照设计好的施工步骤进行各阶段内力分析，但由于分析中结构节点坐标的迁移，最终结构轴线不可能达到设计轴线。

实际施工中桥梁结构线形的控制与强度控制同样重要，线形误差将影响桥梁的合拢等。为了使竣工后的结构保持设计线形，在施工过程中用设置预拱度的方法来实现。而对于分段施工的连续刚构件，一般要给出各个施工结构物控制点的标高（预拱度），以便最终使结构物满足设计要求，这个问题比较复杂。

倒退分析系统可以从根本上解决这一问题。它的基本思想是，假定t=t0时刻结构内力分析满足前进分析t0时刻的结果，线形满足设计轴线。在初始状态下，按照前进分析的逆过程，对结构进行倒拆，分析每次拆除一个施工段对剩余结构的影响。在一个阶段内分析得到的结构位移、内力便是理想施工状态。

各个理想施工状态的确定都是前进分析的逆过程，倒退分析程序系统的设计与前进分析相似，此外还注意了以下几点：

①倒退分析系统用到的输入数据文件由前进分析提供，初始状态由前进分析确定。

②拆除构件用相应单元退出工作的方式模拟，即在形成结构总刚度时，约束退出工作的节点，并去除退出工作单元的刚度。拆除大拿园的等效荷载，用被拆单元接缝处的内力反向作用在剩余主体结构接缝处来加以模拟。