斜拉桥施工控制综述

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1、大跨度斜拉桥施工控制方法综述近20年来，大跨度桥梁尤其是斜拉桥在我国得到了很快的发展，中国现已成为世界上拥有斜拉桥最多的国家之一。其跨度从最初的百余米发展到六百多米，有预应力混凝土的也有组合体系的。而结构型式也是多种多样的，有单索面、双索面的，有平面索也有空间索，有塔墩梁固结的，也有全漂浮体系的等等。与此同时，大跨度斜拉桥的设计和施工技术也有了较大提高，随着杨浦大桥（主跨602m组合梁）、南京长江二桥（主跨628m钢箱梁）等一批特大型斜拉桥的相继建成，可以说我国大跨度斜拉桥的施工水平已基本达到了世界先进水平。然而，近年来也出现了一些斜拉桥在施工过程中出现失控而造成严

2、重事故的例子[1]，这提醒我们大跨度斜拉桥施工控制技术仍然有待进一步改进与完善。随着我国经济建设与交通事业的发展，将有更多的大跨度斜拉桥在中国大地上迅速崛起。了解与掌握这类桥梁施工控制的相关理论、方法及其发展方向，对于一名桥梁工程师来说是非常必要的。1大跨度斜拉桥桥梁施工控制的内容及其特点1.1斜拉桥施工控制的必要性现代斜拉桥的施工过程一般都是先建好主塔，然而分段悬拼或悬浇主梁节段，最后再合龙成桥。由于斜拉桥施工过程中的每一切段结构行为与其成桥状态时的结构行为相差较大，特别是跨度越大、结构越柔细，这种差别就越显著。施工中，虽然我们可以按一定的方法计算出每一施工阶段的

3、索力和相应的位移，但实际结构的索力和位移与理论计算值不可避免地存在误差，其直接的结果是造成桥梁最终未能按设计状态合龙。例如，美国的P-K斜拉桥（主跨300m），施工合龙时，高程误差达到17cm；法国的Brotone桥（主跨320m）也是采用压重的方法才使大桥最终合龙[2]，但其内力无疑是偏离了设计状态。为了确保斜拉桥在施工过程中结构的内力和变形始终处于结构容许安全范围内、成桥后的线形符合设计要求、结构本身处于最优受力状态，建立一套行之有效的施工控制系统是至关重要的。1.2斜拉桥的施工控制主要内容具体地说，斜拉桥的施工控制主要内容有以下三方面：(1)结构线形控制桥梁结

4、构线形的控制是施工控制的基本要求。由于结构在施工过程中均要产生变形，加之施工过程中各种误差的积累，因此任何一个结构不可能达到与设计线形准确无误的吻合，故要尽量减少结构线形与设计线形的偏差，并将其降低到允许的程度。实际上，在施工过程中结构的线形（标高）与内力有着直接的联系。控制结构线形与控制结构内力在某种程度上是相通的。(2)结构内力控制在斜拉桥施工期间，影响结构内力主要因素无外乎以下几个方面：一是索力的大小，二是预应力张拉（对PC斜拉桥），三是施工临时荷载的大小，四是其它一些因素，包括荷载的对称性，温度及风的作用等。其中索力的控制是最关键的，虽然目前规范没有明确规定

5、索力偏差的容许范围，但通常都以5％为限[3]。结构内力控制的好坏，将直接影响成桥质量。由于结构内力在外观检查时不易发现，只能通过在结构的某些关键断面预埋应力传感器来进行监测。（3）结构稳定控制桥梁结构的稳定关系到桥梁的安全，它与桥梁的强度有着同等重要的意义。世界上曾经有过不少桥梁在施工过程中，由于失稳而导致全桥破坏的例子，最典型的要数加拿大的魁北克（Quebec）桥。该桥在南侧锚碇桁架快要架完时，由于悬臂端下弦杆的腹板翘曲而发生突然崩塌坠落。我国四川州河大桥也因悬臂体系的主梁在吊装主跨中段时承受过大的轴力而失稳破坏[3]。因此，桥梁施工过程中不仅要严格控制变形和应力

6、，而且更要严格地控制施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。结构稳定控制包括三方面的问题：一是结构本身的局部与整体稳定性，二是施工设施的稳定性，第三是在风等其它作用下结构的稳定性。目前，对桥梁的稳定性控制主要有以下两个办法，一是对施工中桥梁各关键工况进行稳定验算；另一个是进行模型试验（如风洞试验等）。1.3斜拉桥施工控制的特点施工控制最基本的要求是保证施工中的安全和结构恒载内力及结构线形符合设计要求。斜拉桥施工时，在主梁悬臂浇筑或悬臂拼装过程中，确保主梁线形和顺、正确是第一位的，施工中以标高控制为主。二期恒载施工时，为了保证结构的内力和变形处于理想状态，拉索再次张拉时以

7、索力控制为主。所谓以标高控制为主，并非只控制主梁的标高，而不顾及拉索索力的偏差。施工中应根据结构本身的特性和施工方法的不同，采取相应的控制策略。若主梁刚度较小，斜拉索索力的微小变化将引起悬臂端挠度的较大变化，斜拉索张拉时应以高程测量进行控制为主，但索力张拉吨位不应超过容许范围，确保施工安全。若主梁刚度较大，斜拉索索力变化了很多，而悬臂端挠度的变化却非常有限，施工中应以拉索张拉吨位进行控制，然后根据标高的实测情况，对索力做适当的调整。此时标高、线形的控制主要是通过混凝土浇筑前底模标高的调整（悬臂浇筑方法）或预制块件接缝转角的调整（悬臂拼装方法）来加以实现的。2斜拉