斜拉桥施工控制方法的分类分析

【摘要】本文通过对斜拉桥双壁钢围堰施工技术方案进行了具体分析，通过作者的实际经验，分析了如何有效的对斜拉桥施工过程进行干预，采取什么样质量保证的措施及可能取得的效果。将对我国的斜拉桥施工领域提供一定的参考作用。

【关键词】斜拉桥；施工；控制

随着新型桥梁技术的发展，大跨度的桥梁施工已成为业内的重点课题。斜拉桥设计能够解决诸多技术问题，因而备受关注。斜拉桥施工要关注桥梁线性和承受内力，要确定有效的施工方法和正确的安装顺序，要事先计算出不同施工阶段的预抛高值、拉索张拉力及位移等技术参数，避免因实际状态与设计状态之间存在误差而影响桥梁施工控制的质量和效果。

1、拉索病害及原因分析

斜拉桥的桥跨结构的重量和桥上承担的活荷载的绝大部分都是通过斜拉索传递到索塔上的。无论是什么类型的斜拉桥均要求其斜拉索具备良好的抗疲劳性能、耐久性、抗腐蚀性和安全性。

1.1拉索护套损伤

各种防护体系类型的斜拉索病害中几乎都出现了护套开裂问题。常用的PE防护层损伤表现为横向开裂、纵向开裂、刮痕、断开、起皱，脱层、凹坑、翘皮等。

腐蚀是物质与介质作用而引起的变质或破坏。拉索的腐蚀在斜拉桥全寿命期内始终存在。斜拉索的腐蚀主要分为以下几种：点腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、微动磨蚀。

1.3拉索锚固系统疲劳损伤

锚具因其构造特征，水分易进难出，容易被侵蚀，且锚具的布置不易于检测，出现了问题一般难以被及时发现。锚杯的构造使得水汽易进难出，容易引起斜拉索的锈蚀。锚具的锈蚀会导致锚端部位斜拉索的腐蚀。斜拉索在锚具连接筒的末端因荷载作用下的变形以及斜拉索自身的振动等常承受反复的弯折作用，疲劳作用明显。

1.4拉索振动

斜拉索在风、雨作用下，或是在桥面、桥塔的振动作用下，或是在上述因素的共同作用下，会发生各种不同机制的振动。有的振动虽然振幅不大，但经常发生；有的振动虽然发生频率不高，但振幅较大。斜拉索振动导致索端接头部位疲劳，在索锚结合处易产生疲劳裂纹，破坏索的防腐系统，严重的造成拉索失效。

1.5拉索松弛

由于松弛，拉索无法维持原有的应力水平，使防护体系的各个部分趋向于独立变化。防护体系的各部分（聚乙烯套管、水泥砂浆、钢管等）由于无法变形一致，从而在套管内和混凝土外表面之间产生一系列的缝隙，在在管内混凝土收缩影响下，会发展成常规裂缝，盐分和其它化学物质就能乘虚而入，侵蚀钢丝。

2、斜拉桥双壁钢围堰施工技术方案

2.1主桥双壁钢围堰结构说明

2.2施工过程中的关键控制点

首先是胎模制作。为满足工厂化施工要求，提高钢围堰加工精度，形成规模化流水线生产在钢结构加工场地内布置四个胎膜。胎模底座设计成水平，在场地硬化时预埋地脚螺栓，顶部以钢围堰外直径加工成弧度，纵横向间用∠75×8角钢焊接成整体。

其次是钢围堰单元模块加工。钢围堰加工精度、焊接强度应满足要求。整体拼装前应对钢围堰块件进行验收，按设计图纸要求对结构焊缝进行检查，内、外壁板对焊接缝通过煤油渗透试验，否则渗漏处必须补焊。施焊成型并经逐层检查焊接质量并做水密性试验后方可下水。

3、斜拉桥施工控制方法

3.1斜拉桥施工的开环控制法

对于较简单的斜拉桥，一般都是在设计中估计结构的恒载和活载，由此计算出结构的预拱度，在施工过程中只要按时照这个预拱度来施工，施工完成后的结构就基本上能达到设计所要求的线形和内力。这就是所谓的开环控制。因为施工过程中的控制量，如预拱度、块件重量、预应力等是单向决定的，并不需要根据反馈来改变。

3.2斜拉桥施工的反馈控制法

当斜拉桥在施工过程中出现施工状态偏离理想的设计状态时，如不加以调整，就会造成结构的线形和内力远远偏离设计成桥状态，甚至危及安全。对于预应力混凝土斜拉桥，其施工中的精度保证相对较低，且设计计算中所采用的各项参数与现场材料的参数存在一定的差距，因此预应力混凝土斜拉桥的施工控制难度较大。反馈控制就是通过施工控制量的实测数据，进行设计算，得出调整量，纠正偏差。

3.3预测控制法

影响桥梁结构状态的因素和施工所要达到的目标后，对结构的每一个施工节段形成前后的状态进行预测，使施工沿着预定的轨道进行，直至施工阶段顺利完成的方法。该法适用于所有类型的桥梁，对已成结构的状态具有不可调整性的桥梁，其施工控制必须采用此种方法。如预应力混凝土连续刚构桥采用悬臂施工时，其已成节段的状态是无法进行调整的，只能对待施工的节段状态进行调整。预测控制法是桥梁施工控制的主要方法。其以现代控制理论为基础，其常见的预测方法有卡尔曼滤波法、灰色理论法等。

3.4斜拉桥施工的自适应控制法

对于预应力混凝土斜拉桥，施工中每个工况的受力状态达不到设计所确定的理想目标的重要原因是有限元计算模型中的计算参数（主要是混凝土的弹性模量、材料的比重、徐变系数） 的取用等与施工中的实际情况有不一定的差距。要得到比较准确的控制调整量，必须在根据施工中实测到的结构反应修正计算模型中的这些参数值，以使计算模型与实际结构磨合一段时间后自动适应结构的物理力学规律。

4、混凝土施工方法

4.1混凝土的配合比设计

4.2混凝土浇筑方法

5、结束语

对斜拉桥进行设计、施工过程中，通常要对斜拉索采取了各种防腐、减振措施，受限于方法、材料、工艺的不够理想，斜拉索的病害依然制约斜拉桥使用寿命。综上所述，斜拉桥的施工监测监控对于保障桥梁的质量意义重大。只有对施工中塔位、主梁线形和索力进行精确测量，采用有效的控制办法，才能纠正桥梁施工造成的误差，确保桥梁质量和工期。