摘要：采用先按规范和设计图纸取值计算桥梁结构理想状态，后根据实测结果进行参数识别修正模型参数的方法，较好地预测施工阶段的立模标高。应用于观音沙大桥的监控过程中，确保了合拢精度，使成桥后的结构线型和内力满足设计要求。
关键词：施工控制；连续刚构
1工程背景
京珠北段观音沙大桥是北京至珠海高速公路广州北段上的一座特大型桥梁。观音沙大桥的设计荷载为汽超一20，验算荷载为挂一120，按双向6车道设计。主桥桥面宽35m，分两幅，每幅桥箱梁采用单箱单室断面，箱梁顶板宽17．00m，底板宽9．00m，箱梁顶面设4％单向全超高横坡。墩顶0号梁段长9．0m，三个“T构” 的悬臂梁各分l5对梁段，其梁段数及梁段长度从根部至跨中各为：3．0mx3．0m，5．0mx3．5m，7．0mx4．0m，累计悬臂总长54．5m，悬臂浇筑梁段最大控制重量约为1620kN，跨中合拢段的边跨合拢段均为2．00m长，两个边跨现浇梁段各长4．00m。墩顶处箱梁梁高为6．5m，各跨跨中以及现浇梁段梁高均为2．5m，箱梁高度按二次抛物线变化；观音沙大桥主桥单幅共有梁段99个，其中采用落地支架现浇的梁段有5个，合拢梁段4个，挂篮式平衡悬臂现浇施工的梁段有90个。因此，主梁施工的主要工法为挂篮式平衡悬臂现浇。与其它工法相比，挂篮式平衡悬臂现浇工法须对施工过程中各梁段的标高和内力进行严格控制，才能使合拢精度、成桥后的主梁线型和内力满足设计要求。观音沙大桥主桥立面见图1。
2观音沙大桥施工监控的内容
根据观音沙大桥结构和施工方法的特点，大桥施工监控的工作内容主要包括：
①施工过程的仿真计算；
②施工过程的现场测量；
③施工过程的参数识别；
④施工过程的标高预测与调整。
第① 项工作的目的是获取施工过程大桥的理论数据，第②项工作的目的是获取施工过程大桥的实测数据，在上述两项工作的基础上即可进行第③ 项工作，对大桥的有关参数进行识别。上述三项工作均是为第④项工作服务的，通过第④项工作即可对大桥的施工实施控制。
3观音沙大桥施工监控的仿真计算
大跨度预应力混凝土连续梁桥的施工多采用节段悬臂施工法，结构随着施工阶段的进展不断转换体系，超静定次数由低到高，逐步组成最后的结构体系，结构的弹性内力和徐变收缩引起的次内力都需要分阶段计算。有限元逐步计算法可更好地模拟实际的施工过程，考虑各节段徐变收缩值的差异。
观音沙大桥的施工模拟计算在建立计算模型时考虑了以下因素：
(1)采用空间杆系结构模型，桥墩和主梁都模拟为梁单元。结构的离散除在墩顶受力复杂处布置了测点的截面及薄壁墩外，其余都按主梁施工梁段划分，共划分为381个结点，380个单元。其中124个主梁单元，250个刚臂单元，6个墩单元。施工过程中的支架用临时支座，主梁与墩的连接采用主从节点处理。
(2)永久支承通过约束支承点的自由度模拟，临时竖向支承用桁架单元模拟并承受竖向力作用。
(3)在不同的施工阶段，挂篮的位置是不断变化的，它们沿主梁移动。挂篮自重按施工单位提供重量(包括模板等)，将挂篮模拟成临时竖向集中力荷载。
(4)预应力对结构的作用按等效荷载的方法由程序自动处理。计算预应力时，考虑了孔道摩擦、锚具变形等引起的预应力损失。
(5)对于悬臂浇筑施工的连续梁桥，墩顶块是连接上部结构与下部结构的关键部位，为了以较大的刚度来保证结构的安全，墩顶块的尺寸都设计得很大。在拟定计算图式时，横隔梁处的刚度按实际刚度输入。
(6)混凝土徐变收缩的影响与加载程序及龄期等因素有关，徐变收缩的计算作如下处理：混凝土采用同一弹性模量；同一节段悬臂浇筑的混凝土具有相同的龄期。
根据连续刚构桥的施工特点，对于已经完成节段的误差是无法调整的，而未完成节段的状态就与精确的仿真计算有关，与已完成的节段的误差无关[3]。这就决定连续刚构桥的施工控制应重在预测，即准确给定梁端的立模标高。首先，假定结构处于理想状态，各种结构参数分别按规范或设计图纸取值，给出理想状态下的预抛高以指导上部结构的施工。对已完成的节段进行应力和标高的测量，当得到的测量标高和测量应力与计算值不符合时，分析可能产生误差的原因，对一些重要的参数进行识别，得到修正的结构参数，重新计算各施工节段的理想状态[31。
4观音沙大桥施工控制的成果
按照上述介绍的方法对观音沙大桥整个施工过程的桥面标高进行监控，理论计算与实测结果符合较好，取得了良好的效果，为观音沙大桥高精度合拢和主梁线形平顺提供了有力的技术保证。
(1)边跨与中跨合拢精度达到设计要求。京珠北段观音沙桥边跨合拢精度和中跨合拢精度见表1所示，左幅边跨合拢精度为8mm和－5mm，右幅边跨合拢精度为12mm和5mm；左幅中跨合拢精度为7mm，右幅中跨合拢精度为7mm。中跨合拢段实测标高与理论计算标高的偏差左幅最大为1．8cm，右幅为1．6cm。合拢处标高偏差控制在+20ram范围内，完全达到设计要求。
(2)线形平顺满足设计要求。京珠北段观音沙大桥施工控制有效地保证了该桥的顺利施工，各节段标高偏差完全控制在3cm内。没有出现明显的折点现象，表2列出了4号墩右幅在中跨合拢后实测值与中跨合拢后的理论计算值的比较，主梁线形平顺，合拢后线形优美(如图2所示)。
5结论
(1) 在观音沙大桥施工监控中，采用了结果参数先按规范取值，取实测完成节段的弹性模量和收缩系数以及对徐变系数和主梁节段重量误差进行参数识别来修正计算模型参数的方法，达到计算模型与实际结构的符合，从而更好地预测了施工的立模标高。
(2)监控单位针对整个施工过程及有关影响因素进行了详尽的模拟计算，同时连续监测大桥施工过程的结构响应，在此基础上及时识别有关参数并提出有效的调整措施，为大桥的高质量、高速度施工提供了强有力的技术保证。实践表明，在观音沙大桥施工监控过程中所采用的技术流程与管理流程具有很强的实战性，不仅为大桥的成功修建起了关键的作用，也为同类型大跨度预应力混凝土桥梁施工监控积累了经验。
参考文献
[1]向木生，刘志雄，张开银，沈成武．大跨度预应力混凝土桥梁监测监控技术研究叩．公路交通科技，2002(4)．
[2]林智敏．桥梁施工控制中的参数识别方法研究团．四川建筑，2004 (6)．
[3]许润平．大跨度曲线连续刚构桥施工控制分析田．铁道建筑技术，2003(4)．
