高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂施工技术

高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂施工技术

冉超

重庆浩龙建设集团有限公司 重庆 400000

摘要：随着高速公路面临的压力日益增大，桥梁建设成为有效缓解交通压力的重要手段。利用预应力连续梁桥悬臂施工技术建造高速公路大桥，逐渐进入人们的视野，并得到了广泛地认同。因为混凝土预应力连续梁桥的适应能力极强，力学性能也十分好，因此得到了广泛的应用。目前，高速公路大桥的预应力连续梁桥施工技术主要以悬臂浇筑和悬臂拼装为主，但因高速公路大桥位置特殊，施工难度较大，混凝土浇筑过程中容易发生偏差，导致连续梁桥悬臂浇筑过程偏离实际预设值，从而引起高速大桥与高速公路的衔接出现问题。因此，如何提前做好高速大桥施工模拟，得到不同阶段预应力计算结果至关重要。本文将对其进行研究，根据预应力连续悬臂梁桥的施工特点为高速公路大桥提供最优的施工方案。

关键词：高速公路；大桥预应力；连续梁桥悬臂；施工技术

1高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂施工技术设计

1.1确定结构计算基本参数

（1）基本结构参数取值。

根据高速公路大桥的设计施工图，确定连续梁桥梁箱的面积以及高度，计算出其抗弯参数，并根据确定的参数来选定建筑材料类型。实际的预应力连续梁桥力学性能根据几何孔道来计算，详细参数如表1所示。

（2）基本结构荷载取值。

高速公路大桥的基本结构荷载取值是整个连续桥梁施工过程中混凝土的自重与钢筋的自重。每块混凝土和钢筋的自重都需要按照结构实际的荷载取值计算，悬臂挂篮的方案取值为68t。因此，还要考虑悬臂施工中恒载的自重。由于汽车在高速公路上行驶的荷载等级通常属于I级，这样就要求高速公路大桥的预应力连续梁桥的荷载均值为10.5kN/m，在悬臂结构施工过程中，将连续梁桥的集中荷载标准值设置为360kN。

表1混凝土材料物理特性及预应力筋的力学性能参数

（3）其他结构荷载取值。

在高速公路大桥预应力连续梁桥的悬臂施工中，其他结构荷载包括温度荷载以及混凝土收缩荷载。高速公路大桥的梁截面温度为14℃，与界面之间距离10cm处取温度值为5.5℃，与界面顶部距离40cm处控制温差为0℃。整体的高速公路大桥的温度升温22℃，降温值为21℃，悬臂施工的沉降距离为20mm。

1.2计算高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂施工标高

高速公路大桥在进行预应力连续梁桥悬臂施工过程中，要对桥梁的线性控制预应力实际结果以及理论值进行对比，通过对施工过程中各个施工阶段的实测结果进行分析，得到各个施工阶段的理论结果。采用有限元分析的方法，模拟分析高速公路大桥的连续梁桥悬臂施工过程，对整个高速公路大桥的施工状态进行线性描述，分析施工过程中每个阶段预应力的变化情况，为高速公路大桥的建设提供理论支持。因此，采用正确的分析方法计算出高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂施工标高。

1.3设计高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂施工流程

针对高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂施工的具体情况，提出了一种高速公路大桥的自适应控制方法，在连续梁桥施工过程中，通过控制施工悬臂浇筑的标高和截面尺寸得到预应力采集数据。对实际采集到的实际数据与目标数据进行对比分析，根据数据偏差对高速公路大桥进行修正设计，缩短实际值与目标值之间的差距，从而达到计算结果与实际施工过程相吻合、高速公路大桥准确施工的目的。高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂施工流程图如图1所示。

图1高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂施工流程

高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂施工过程，是采用线性控制方法对悬臂静定结构进行梁体预应力改变的过程。如果在高速公路大桥施工过程中出现位移偏差，可以通过对未进行悬臂施工的立模调整梁体高度，从而将误差值降到最低。如果不能一次完成此操作，可以适当调整多段梁体。根据主梁截面尺寸推断出桥梁可承受的预应力。在高速公路大桥施工初始，由于参数不准确带来的位移偏差几率是非常小的，这对于流程的设计非常有利。而施工结束后，对参数进行及时修正，为后期修建高速公路大桥提供了良好的基础。施工的流程设计如下：

Step1：高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂施工开展之前，首先要根据高速公路大桥的设计图纸进行初步的建模计算。在具体的桥梁施工过程中会出现大量可忽略不计的干扰因素，造成实际施工进度和荷载参数与建模计算结果存在偏差，此时结合实际施工状况对施工步骤重新进行分析与计算。

Step2：在高速公路大桥施工模型中对每一段施工进行精细化分工，对桥梁的自重以及预应力进行准确地采集，记录因温度的变化对每个过程造成的影响。

Step3：每个阶段的结构分析都与上一段的计算结果紧密相连。将正常施工阶段的轴线作为上阶段梁桥结构进行悬臂位移的基础。在整个高速公路大桥施工过程中，需要对各个阶段的梁体数据进行实时测量，及时分析误差，并作出相应的调整。根据以上步骤，实现了高速公路大桥预应力连续梁桥的悬臂施工。

2预应力连续梁桥悬臂施工的参数敏感性分析

根据高速公路大桥预应力连续梁桥悬臂梁的实际受力状态得知，当高速公路大桥预应力连续梁桥在主梁部分的设计参数变化对应力状态产生很大影响时，选择1号桥墩在最大悬臂施工状态下的设计参数为变量，当提高10%的设计参数之后，得到相关参数的变化量，如图2所示。

图2模型参数与挠度的关系

从图2可以看出，在悬臂施工过程中，每一阶段的混凝土自重和预应力作用对施工挠度指标的影响最明显，其次是弹性模量，影响最小的是徐变系数。对悬臂梁施工时的挠度偏差指标进行分析，得到了施工段混凝土自重变化以及预应力作用下最大挠度偏差值。混凝土弹性模量和徐变系数会对高速公路大桥预应力连续梁的轴向产生悬臂施工挠度偏差，从而影响到纵向挠度。与混凝土自重和预应力两个因素相比，混凝土弹性模量和徐变系数两个因素不会对悬臂施工挠度偏差产生很大影响。

3结语

桥梁预应力连续梁桥悬臂施工技术最早起源于德国，后来经过长期的发展，在修建高速公路大桥时，应力连续梁桥悬臂施工技术也开始应用。将连续梁桥修建在高速公路上会受到混凝土结构、车辆重量等因素的作用，给连续梁桥的结构产生不利影响，导致桥梁发生线性位移，最终影响高速公路大桥的正常使用。国内对于预应力连续梁桥悬臂施工技术的研究起步较晚，直到20世纪80年代才得到快速发展，开始逐渐地被应用到桥梁以及高速公路大桥的建设中。

参考文献

[1]窦文林,安康月.高速公路特大桥预应力连续梁桥悬臂施工控制研究[J].公路工程,2019,44(03):112-116.

[2]冉伟.连续梁桥悬臂施工控制研究[J].黑龙江交通科技,2015,38(10):119.