大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术研究及应用

大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术研究及应用

匡爱民

通号工程局集团湖南建设工程有限公司湖南省410000

摘要：大跨度焊接钢箱梁斜拉桥技术广泛的应用于我国的桥梁建设之中，本文对大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术进行一定的研究和分析，并以实际桥梁建设为例，阐述其应用的价值，为相关工作者大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术和应用提供了一定的经验。

关键词：大跨度焊接钢箱梁斜拉桥；施工控制技术；研究；应用

随着我国经济和科技的不断发展，在对桥梁公路建设的需求不断的增加，因此许多地方都着手建设桥梁公路。而斜拉桥由于稳定的结构模式被共犯的应用与乔辽的施工之中。因此对大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工技术进行一定的研究是十分必要的，可以有效的改进该技术所存在的不足，更好的让其在桥梁建设中发挥作用。

1.大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术发展现状

我国经济快速发展，对桥梁公路等的需求量不断增加，因此全国各地桥梁施工紧锣密鼓的开展着，斜拉桥由于稳定的结构模式，被广泛应用于目前施工的桥梁中。斜拉桥的受力较为特殊，在跨度大于500m的斜拉桥中通常采用钢主梁形式。目前世界上斜拉桥主跨跨度较大的有日本的多多罗大桥、法国的诺曼底大桥以及我国的南京长江二桥，其主跨跨度分别为890m、856m、628m，这三座大桥的主跨主梁结构均为钢箱梁形式。斜拉桥的实际施工与预期效果之间往往会存在一定的误差，很难做到完全一致。但这些误差通过技术处理可以缩减到可控范围，若是误差太大，超过预期安全范围，则会给工程质量带来重大影响。斜拉桥的施工误差与其跨度之间有一定的关联，跨度越大，相应的施工误差也会越大，对桥的影响也更明显。国内外研究人员对斜拉桥的施工误差进行分析，提出了诸多控制方法，如：卡尔曼滤波法、自适应控制法等。以上这些方法主要是通过对施工中反馈回的数据进行分析，结合技术手段对其进行质量控制，以缩小其误差，降低影响程度。但是不同的施工具有不同的技术特点与目的性，以偏概全的理论基础终究不能适应各个工程项目。因此施工误差控制需要结合工程项目的具体情况进行分析总结，才能达到控制目的。而且目前大多数施工控制针对的是混凝土斜拉桥，其相应的解决措施也是根据混凝土的特点制定的。现阶段，随着大跨度钢箱梁斜拉桥的建成与发展，还需要不断总结针对大跨度的焊接钢箱梁斜拉桥施工的控制经验。

2.大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制的关键技术

2.1大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制主要特点

平常的PC梁斜拉桥施工控制技术与大跨度的钢箱梁斜拉桥施工控制技术相对比，两者之间存在很多类似点，但是大跨度的钢箱梁斜拉桥在具体施工控制中有很多不同的特点，可归纳出以下几点一是，误差的来源多样化。斜拉桥在施工过程中往往产生误差的因素很多，具体分为施工操作误差、测量误差、计算误差等几大类。当焊接钢箱梁时，还有焊缝收缩过程出现的施工状态误差。所以对误差影响的调整是整个施工控制分析着重点。二是，多元化的施工控制目标。在焊接钢箱梁斜拉桥时，产生施工误差的原因多样化，在施工控制时对应的控制目标也具有多样性的特点。控制目标主要包括:内力类目标、线行类目标、施工类目标、焊接类目标等。上面的控制目标之间存在着相互制约、相互影响的关系，在控制过程有区分地重点对待。三是，施工控制调整手段的局限性。在焊接钢箱梁斜拉桥主梁施工过程中，与混凝土斜拉桥的立模标高实现相对比，钢箱梁的拼装不可能像混凝土梁段浇筑那般实现了主梁与梁段相连处无应力转角，还有悬臂端标高的极大调整。尤其是标高误差会受到转角误差的累积性效应影响，所以钢箱梁斜拉桥和混凝土主梁斜拉桥的线行控制相比，其操作难度大很多。四是，施工控制中温度效应显著性影响。大跨度钢箱梁斜拉桥在施工过程中，存在着构件温度、环境温度场分布情况差异等因素，对施工计算分析和施工过程有着显著性影响，在关键的施工工序上采取限制手段，也是常用的控制温度效应控制办法。焊接钢箱梁斜拉桥在主跨合龙阶段时，必须连续性进行梁长测定和温度观测。才能确定出恰好的合龙段梁长和恰当的合龙时机。

2.2大跨度钢箱梁斜拉桥的施工控制技术体系

斜拉桥施工控制作为一个系统性工程，主要由两个体系构成，施工控制组织体系和施工控制技术体系。通过斜拉桥施工具体要求和斜拉桥的设计相结合，确立出斜拉桥施工控制技术体系。桥梁施工控制是与其设计、施工以及监理之间密切联系着。通过信息论来看，桥梁施工控制过程就是一个信息采集后分析处理再反馈的流程。采用现场测量和实时量测体系，可得到桥梁施工过程中需求的数据信息。再借助计算分析体系，进行分析。

3.大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术在南京二桥中的应用

3.1南京二桥工程概述

南京二桥是我国最大的大跨度焊接钢箱梁斜拉桥，其主跨跨度为628m，边跨246m+58m。南京二桥南汊桥的主梁采用扁平闭口流线型钢箱梁，其高与宽分别为3.5m、37.2m。钢箱梁预制标准节段长15m，最大吊重2700kN，节间除顶板U肋外全部为焊连接。

3.2南汊斜拉桥的施工控制技术分析

该桥建设前，建立了完善、合理的施工控制体系，主要是对主梁应力进行控制，建立了预警机制，对误差范围进行实时监控，确保施工误差在合理范围内，从而实现了控制线行平顺、保证了焊接要求，且加快了施工进度，缩短了施工周期。例如南汊桥钢箱梁采用悬臂吊装方法施工，6d左右便可完成一组梁段的施工，整个吊装仅仅用了8个月时间便完成。南汊桥施工控制实时计算由两套独立的计算机体系共同完成，提高了数据运算速度，且保证了数据运算的准确性。线行测量的时间均安排在晚上，减少了光照与温度的影响。在标准桥梁施工循环的阶段对臂悬端5～6对斜拉索索力进行测定，对如边、中跨合龙等关键工序进行索力通测。根据主梁施工中的受力情况对施工桥梁进行全面监控。南汊桥中跨合龙前，两边的标高相对误差为5mm，轴线相对误差为0.3mm，经过技术调整，其主梁误差得以解决，保证了主梁合龙的顺利进行，并在国际上达到了领先水平。

4.对大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术的建议

大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术在国内外众多桥梁建设中的应用，不断从中总结经验，下面提出几点建议：①大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工中采取必要的施工控制，可提高施工的安全性，从而保障施工顺利进行，并能有效提高施工质量。②悬臂吊装的大跨度钢箱梁斜拉桥施工控制与混凝土斜拉桥施工控制具有一定的相似性，但也有各自的独特性，需要在施工中结合工程特点，分析各方面影响因素，然后各个突破。③随着计算机的发展，桥梁工程建设的计算与施工控制将更加精准，还可利用计算机进行模拟实验，以提高施工的可行性与准确性。在全球大型桥梁的不断建设中，工程设备、技术不断改进与发展，大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制过程虽然具有一定的复杂性，但是其在桥梁建设中的重大作用要求工程建设者们不断对其进行深入研究，可结合现代结构理论、高强材料以及计算机技术，逐渐形成一套完善的施工控制模式，推动大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术的发展。

结束语：

由于我国具有广阔的领土以及复杂的地理形式，因此桥梁的建设对于政府来说是一项十分重要的工程。而斜拉桥更是比较常用的公路桥梁形式，因此做好对斜拉桥的大跨度焊接钢箱梁技术进行有效的研究，让其更好的应用于斜拉桥的建设之中是十分必要的。

参考文献：

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