斜拉扣挂施工

斜拉扣挂施工（精选三篇）

斜拉扣挂施工 篇1

1 主桥概况

东莞水道特大桥(主桥)为中承式钢管混凝土拱桥,主拱为等截面悬链线钢管混凝土桁架系杆拱;边拱为等截面悬链线钢筋混凝土拱。钢管拱肋制造按悬链线线型设置预拱,拱顶最大预拱度为45 cm,计算跨径L=271.5 m,计算矢高Δf=0.45 m,拱轴系数m=1.5。每条拱肋纵向分成15段,最大长度25 m,最大吊装重量74 t。每幅桥两侧拱肋采用缆索吊装扣挂法按照对称同步原则吊装。主要施工方法是用缆索吊将拱肋吊装对位,用扣索进行定位,扣索要有2倍的安全系数。对称安完两侧拱肋后,要及时进行风撑的拼装就位及焊接,以保证安装过程中的稳定性。

2 影响拱肋线型的主要因素

就钢管拱肋施工的整个过程来说,拱肋线型主要受加工精度、安装方法、温度等因素的影响。

3 拱肋线型控制

3.1 拱肋制造过程中的线型控制

3.1.1 拱肋节段的加工控制

东莞水道大桥拱肋加工主要采用了计算机三维立体放样和数控编程录入技术,保证所有零件均预置精度补偿量,并采用无余量下料工艺。钢管拱肋采用中频弯管机弯曲成弧形,弯曲成形后的材料性质没有明显改变,弯管表面平滑过渡,不出现折痕、表面凹凸不平等现象,热弯后的主拱弦管上专用的检验胎架进行校正、检验。管材相贯线全部采用三维数控自动切割机精确切割,相贯线及焊接坡口一次切割完成。自制管在组装焊接后进行相贯线切割,避免装配和焊接变形造成的误差。拱肋在焊接时,成立专职的焊接工艺组,制订了相应的焊接工艺,下料时加放焊接工艺补偿量,大量采用CO2气体保护焊和埋弧焊,焊接遵守定人定设备定工位制度,以此控制焊接变形的影响。

3.1.2 拱肋的预拼装控制

一般来说,在工厂内按1∶1的比例进行预拼,可有效的保证拱轴精度的要求。东莞水道大桥由于跨度较大,受加工场地的限制,无法做到。在制造时,每半幅拱肋采用分轮进行卧拼装匹配制造的工艺,合龙段因预留有损失补偿量而不参加匹配制造。胎架线型对照地标线由模板控制,地标线采用激光经纬仪刻划,拱肋装配必须严格保证拱肋线型与地标线相吻合,并用激光经纬仪进行测量检验,做好记录。在安装吊杆处板、管构件时用激光经纬仪测量以严格保证吊杆的铅垂度。采用匹配制造既保证了分段的几何尺寸的一致性和正确性,又保证分段间端口及分段间工地连接的匹配性,保证了拼装精度。在现场拱肋的拼装中,以此为基准设置预抬高值,最大程度地消除加工过程中产生的偏差对安装过程中的影响。

3.2 拱肋安装过程中的线型控制

3.2.1 线型控制阶段划分

线型控制主要划分为8个阶段,如表1所示。

3.2.2 理论预抬高值的确定

1)线型控制的思路。

线型控制的思路是每一节段在吊装时刻均有一预抬高值,随着吊装节段的增多,在自重作用下,拱肋轴线愈来愈逼近设计的“理想裸拱轴线”,当拱肋合龙松扣后,其轴线即位于该“理想裸拱轴线”。为了能够在合龙松扣后,拱肋轴线符合“理想裸拱轴线”,预先给定的节段抬高值是关键,该值的正确与否直接影响到拱肋合龙焊接前,各段拱肋吊点标高的符合程度。

2)裸拱线型控制基准[1]。

这里的“理想裸拱轴线”即指“制造拱轴线”标高减去空钢管一次成拱的自重挠度(即裸拱挠度)之后的标高,本桥钢管拱肋制造拱轴线按设计给定的预拱度为跨中0.45 m。在结构分析时,制造拱轴线型按考虑预拱度后的悬链线布置。

3)计算假定及说明。

a.在吊装过程中扣塔不发生水平及竖向变位。b.扣索绕过设置在塔架上的索鞍后锚固在边拱端部,在计算中忽略了扣索与转鞍轮之间的转动摩擦,认为前索和背索的张力大小相等。

4)拱肋安装阶段预抬高值计算。

在线型控制计算中,先用“前进分析”计算扣索的受力状态和各段拱肋控制点标高与理想轴线的差值,然后再用“倒退分析”确定各段拱肋在吊装时控制点的标高。吊装时各控制点的标高应为各点基准标高加上实际安装的预调值δ。

δ= (D1+D2)-D0 (1)

其中,D0为裸拱自重挠度;D1为拱肋累计扣挂挠度;D2为拱肋合龙松扣挠度(解除扣索时引起的挠度)。

裸拱自重挠度是指骨架合龙且拱脚完全固结时各点的挠度。

5)拱肋安装各阶段扣索索力和控制点预抬高值。

在计算时采用分段直线梁单元模拟悬链线型拱肋,杆单元模拟拉索,结合设计,拱肋节段间的连接按固接考虑。利用有限元通用软件进行计算,给出各段安装时的索力和标高值如表2,表3所示。

3.2.3 拱肋安装时的动态调整和控制

每段拱肋安装时,按理论计算的预抬高值,控制该节段控制点的高程,该节段扣挂稳定后,对其余已安装好的节段进行测量,掌握其标高变化的情况与理论值的符合程度。在钢管拱肋对位后,调整缆索吊机的吊钩,将拱肋标高控制在比理论预抬高值高2 cm～4 cm的状态,此时,扣索逐级加力,缆索吊机吊钩逐渐放松,如此交替进行,直至缆索吊机的吊钩处于无力状态,这一过程主要通过标高和扣索拉力进行双重控制,以标高为主,拉力为辅的原则。在标高调整过程中,我们发现在达到控制的标高值时扣索拉力有超过理论拉力20%的现象,这种现象主要发生在最后安装的第6,7节段时。对于轴线,主要通过每个拱肋端头的两侧缆风索进行调整,在安装横撑时,还要注意焊接顺序对变形的影响。

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3.2.4 温度对线型的影响及控制

在安装过程中,温度对线型的影响是不容忽视的。根据理论计算[3],表明钢管拱肋在未合龙前,温升使标高降低,温降使标高抬高;合龙后,温升使标高抬高,温降使标高降低。在施工中,通过实测,发现标高值变化基本符合这个规律[4],但都比理论计算值偏小。施工中为防止出现较大的偏差,拱肋的精确对位时间及合龙时间均选择在夜间10点以后进行,以尽量降低温度对拱肋安装的影响。

4 结语

东莞水道大桥合龙结束后,经检测[5],裸拱线型符合设计要求,表明施工中采用的扣挂体系和线型控制技术是可行的。但在合龙拆除扣索时发现,6号,7号扣索在锚箱根部有钢绞线发生断丝的现象,根据断口锈蚀情况分析应该发生在拆扣前,在以后采用类似方法施工的桥梁中,如采用此工艺,防锈蚀和尽量保证一束中钢绞线的受力一致对施工安全来说是非常重要的。

参考文献

[1]孙成贵,纪尊众.钢管混凝土拱桥拱肋的施工控制[J].铁道建筑技术,2001(1):12-15.

[2]安维辉.预应力混凝土连续刚构桥悬臂施工线形控制[J].山西建筑,2007,33(14):314-315.

[3]彭文立,罗月静,郑皆连,等.钢管拱吊装阶段中温度的影响分析[J].公路,2004(1):28-32.

[4]周水兴,李炎,赖荣辉.浙江省三门键大桥拱肋安装与施工控制计算[A].桥梁学术讨论会论文集[C],2001:226-232.

斜拉桥桥梁施工总结 篇2

——陈稳

本人自2012年7月3日来到路桥华南工程有限公司参加工作，已经快到五个月了。我还记得刚到公司报到时，公司安排我们在一个山庄里住宿，开始两天我们自由活动。后来公司为我们提供为期一周的短暂培训，内容主要包括安全施工、施工工艺、公司系统、人力资源等；这使我们很快对公司各方面的发展有了较深刻的认识，同时在思想上、工作上认识到自己肩负着一份更重的责任和义务。很快我们各奔东西，去了公司分配的项目，我很幸运的来到了我们公司佛山的项目龙湾大桥项目部。五个月里，我作为测量员，我尽职尽责完成本职工作，我一直坚持个人思想修养，使自己在思想上变得更加成熟稳祝我作为一名共青团员，一直以党员的标准严格要求自己，热爱交通土建事业，对工作不讲任何条件，只是尽自己最大的能力把工作做得更好。同时我在工作上和同事团结合作、生活上和睦互助。下面我就对自己这五个月来的工作作一番简单的回顾与总结。

一、近阶段主要工作内容 1.主桥部分：

1)PM 18的 2到13号块的底板边线、底板标高及边模、止推、锚杆的调整工作。

2)PM 19的 2到14号块的底板边线、底板标高及边模、止推、锚杆的调整工作；

3)对两个主塔块段混泥土标高进行控制及各个时段的沉降观测工作。4)对锚墩的立柱位置进行放样，当模版装好后又对模版进行调整同时控制钢筋混泥土顶面标高。

2.南庄侧引桥部分：作为一个新员工我来的时候，南庄侧的PM 21-PM 36号墩的桩基、承台、立柱都已完工；部分箱梁已经架上。所以南庄引桥侧我所做的工作主要有：

1)PM 28-PM 36桥面混泥土的标高放样及护栏边线的放样。2)右幅人行梯道的立柱中心点放样及立柱模版的调整工作。

3)PM23-PM 26的架梁偏位的检查及梁顶的标高测量工作；还有PM 22-PM 25的垫石标高检查及支座中心位置的放样工作。4)PM21的垫石标高放样。3.西樵侧引桥部分：

1)西樵引桥段用地红线的放样工作。2)为PM-3-PM14地质钻钻孔放样桩位。3)PM-3-PM14的桩位放样及护筒检查工作。4.小桥及桥涵：

1)隆庆小桥2号桥台的桩位放样工作。

2)隆庆小桥0号桥台盖梁的边线放样、标高控制及模版的调整工作。3)隆庆小桥1号桥台的模版边线放样。4)西樵引桥南辅道箱涵2的角点放样工作。

5.西樵南辅道路基：南辅道路基已外包，我们在路基方面的工作主要是交接已知控制点给他们而且必要时给他们加密一些点。6.梁场部分：梁场的箱梁底座的沉降观测工作。

7.对平面控制网和高程控制网进行复测，并平差测量数据，误差达到控制网相应等级的精度要求。

二、工作开展思路

到项目部后领导给我定的岗位是测量员，龙湾大桥是跨江大桥。大桥的施工对测量工作的要求是非常严谨，我来到项目时大桥的主塔已经施工完毕，主要工作是主桥的块段施工及引桥的施工工作，主要测量工作是施工放线、标高放样及成品检查等。特别是到龙湾大桥不久我们进行的导线测量，另外在这个测量过程中，我们为了尽量减少大气折射所造成的不利影响，我们都选在天气良好的傍晚时分测量，这样对我们数据的采集提高了可行性。在导线点复测时，为了减少误差和提高精度，我们采用多次观测和多次记录。鉴于龙湾大桥对施工质量的高要求，我们不仅在测量设备投入方面采用先进仪器，内业数据的处理也是执行高标准和最新规范，测量方案和工艺更是要求做到精益求精，使我有了较为全面和深入认识测量工作，也使自己获得较多机会接触仪器。这对我一个刚出来参加工作而言，是绝好的学习机会。通过这些我深刻的体会到测量是一门实战的、专业性强、动手能力要求高的工作，虽然说自己很多不懂，但它让我增加了对这项工作的兴趣，同时给了我很大的学习动力，让我在紧张疲劳的工作增加了积极性。

三、工作执行过程

1.主塔施工的关键环节，使塔柱的施工状态最大限度的接近设计的倾斜度和收坡提升，除要求测量控制方法具备必要的精度外，还要求能与施工方法密切配合，简化测量控制的序，力求尽可能缩短其定位的时间，以提高施工的工效，同时还必须做到相互验证。高塔柱施工测量主要包括平面定位和高程控制，定位的精度随工程的类型和规模存在一定的差异。在通常情况下，定位的主要技术要求有;索塔承台、塔座的轴线偏位应小于15mm，顶面高程应小于+10mm,横梁顶面高程的误差不大于±10mm,对称的的高程应小于20mm,轴线偏位应小于10mm；塔柱中心线偏位误差不超过塔高的1/3000且小于30mm，塔柱底水平偏位应小于10mm,东西塔柱的中心距符合设计距离；索塔的中心线与桥轴线平行及垂直；塔身以设计的倾斜度、收坡和断面提升，其偏位误差不超过塔高的1/3000。

2.索道管精密定位测量是主塔和箱梁索管控制的关键，斜拉索是一个受力复杂、各构件间相互影响大、内力和线形可人为控制的高次超静可人为控制的高次超静定结构，其庞大的重量通过斜拉索及其索道管把力传到索塔上。因此，为了防止缆索与索道管口发生摩擦而损坏缆索，以及保证主塔两侧的各斜拉索位于同一设计平面内，防止锚固点偏心而产生的附加弯矩超过设计允许值，对索道管顶口和底口中心的三维坐标提出了很高的要求。斜拉索的应力和线形控制是监控的重要内容，而斜拉索的线形是由塔上和梁上斜拉索索道管的空间位置决定的，因此，斜拉索索道管位置的精密测量定位，是影响斜拉索桥施工质量、成桥线形和施工工期的重要因素，在斜拉索的施工测量中占有重要的地位。索道管的布置和斜拉索的设计结构有关，通常，索塔上的索道管分布密集，倾角变化大，另外，由于其位置高，又与索塔同时施工，受施工的影响大，因此，其测量定位的难度大，精度也不易达到设计要求。而对于主梁上的索道管虽然与主塔上的的索道管相同，但其布置要稀的多，且高程较低施工测量的空间大，因此，其施工放样相对要容易些。由此看出，主塔索道管的精密定位测量是斜拉索施工的关键。为了确保成桥后斜拉索和主梁线形接近设计线形，大型斜拉桥斜拉索索道管测量定位的精度要求高达±5mm,即相对于局部坐标系原点而言，索道管上、下口中心的施工定位于设计位置在X、Y、Z三方向的误差都不得大于±5mm。

3.在我工作这半年里，引桥施工主要为架梁、桥面铺装、桩基施工及承台立柱的施工。架梁的偏位是要关键控制的，要进行高程和平面位置的检查；桥面铺装主要要控制标高和平面位置，及成品的标高断面测量；桩基施工主要放样点位及拉好护桩，以免点位丢失；承台立柱的施工主要是放样、模版检查及成品检查，每个环节都应严格控制其精度。

四、工作中遇到的问题及解决情况

1.刚从学校出来以前也没有参加过工作，所以出去干活有时会犯点小错误，以致工作效率降低。解决方法：向我们部门有经验的同事请教学习。2.对图纸的研究程度还是不够，虽然大部分图纸都已经看过但一些细节还是不太了解，还有待进一步熟悉图纸。解决方法：多看图纸，多问同事。3.在干好测量的同时缺乏对工程进度的全局掌握，导致下一步应该做哪些测量工作不太了解。原因：尽量多上工地，了解进度。

4.在计算器编程方面有所欠缺，我算坐标都是用excell算的，用起来不太方便。解决方法：上网查看资料，自己研究并问有经验的组长。5.仪器使用方面有待提高，虽然已经会用但不熟悉。解决方法：多问多练，多实际操作。

五、对公司技术质量管理方面的建议 1.对公司管理工作的建议：

1)我建议公司的领导经常来项目一线来慰问慰问，给员工鼓鼓劲，增强员工的归属感。

2)我建议在分配制度上有所调整，应按劳分配，体现一点差异性，无论干好干坏都同样报酬，挖掘不了员工潜力更提高不了积极性，特别是现场技术员应当适当给予一定补助。

3)我建议公司严把物资关，减小不必要的浪费，把节省的资金放到提高员工待遇上来。

2.对项目部管理工作的建议：

1)有时加班时特别是晚上通宵加班时，也没人送点夜宵来，不太人性化，建议以后项目能安排人在晚上加班时送点夜宵吃

2)项目由于工作需要基本没什么礼拜天，法定假期也是名存实亡，建议项目适当的给予一定的休息时间，当然是在不耽误工作的前提下。

3)建议项目领导经常找找员工谈话了解一下员工的想法，增强领导和员工之间的亲和力。

4)做好适当的进度安排，比如隆庆小桥地下人行通道施工，钢板桩打下去一个月不见施工，造成很大的浪费。

六、个人思想总结

以上是我参加工作半年来，对自己所在的项目测量主要内容、岗位技术、解决问题、对项目及公司的建议。在以后的工作中，我将更加努力学习专业技术，提高个人业务水平，提升自身素质，克服自己不足，规范工程施工管理，在各方面努力做得更好，为公司为社会服务。

附： 姓名：陈稳 性别：男 出生年月：1986年10月1日

毕业院校：安徽建筑工业学院

双拱塔斜拉桥施工控制 篇3

【摘要】荔波官塘大桥为双圆环独塔斜拉桥，其结构复杂，施工监控难度大。本文介绍了该桥的仿真计算，现场实测，参数识别，索力调整等内容，简单阐述了卡尔曼滤波法在施工控制中的运用，并给出了该桥施工控制所取得的有关成果。

【关键词】斜拉桥；施工控制；索力

1. 工程概况

（1）荔波县官塘大桥位处荔波县城区东面，樟江大桥下游800m官塘大道上，是连接荔波县城时来坝片区与老城区的重要桥梁。桥长180m，桥梁起点桩号K0+030.5，终点桩号K0+210.5。跨径布置为85+85m双拱式独塔双索面PC双主梁式斜拉桥（无引桥）。桥梁设计等级为公路-Ⅰ级，桥面总宽32m，双向四车道。

（2）主梁采用C55混凝土，为实体双主梁截面。全桥采用等高度截面，截面高度均为2.24m（主梁中心线处）。标准截面纵向每隔8m设一道横隔板。桥面划分为8个施工梁段，标准节段长8m，合龙段长2m，采用后支点挂篮悬浇施工。主塔为Q345D级钢结构，截面轮廓尺寸为3200×2500mm（横桥向×顺桥向），钢箱壁厚J0-J2段为40mm，其余段均为30mm。钢塔施工采用节段悬臂拼装。全桥共设置2×9根水平索和4×9根斜拉索。桥梁的总体布置见图1。

图1桥梁立面布置图2. 斜拉桥施工控制的一般方法

2.1事后调整控制法。事后调整控制法是指在施工过程中，当发现已成结构状态与设计要求不符时，可以通过一定补救措施对其进行调整，使之达到设计要求的方法。但是这种方法仅适用于那些结构内力与线性能够调整的特殊情况，斜拉桥可算是其中的一种。

2.2预测控制法。预测控制法是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种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。这种方法适用于所有类型的桥梁，那些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。由此可见，预测控制法是桥梁施工控制的主要方法。

2.3根据官塘大桥结构和施工方法的特点，本桥采用事后调整法和预测控制法相结合，遵循“预测——施工——实测——对比——调整——预测”的方法系统的对其进行施工控制。

3. 施工控制的工作内容

3.1官塘大桥施工控制的工作内容主要有一下四点。

（1）施工过程的仿真计算，目的是得到施工过程中全桥的理论数据。

（2）施工过程的现场监测，目的是得到施工过程中全桥的实测数据。

（3）施工过程的参数识别，在（1）和（2）所获取的数据的基础上即可对大桥的有关参数进行识别得到每一施工阶段的标高和索力。

（4）施工过程的索力调整。

图2全桥模型图3.2施工过程的仿真计算。

（1）官塘大桥的仿真计算采用的是Midas-Civil结构计算软件建立的有限元模型，主要是依据设计院所提供的图纸，并在适当的地方进行了必要的简化。在建模过程中，考虑到划分网格的便利和以后观察结果的需要对模型的块体进行了合理的划

（2）将结构划分为183个平面梁单元， 217个节点。其中主梁96个单元，塔座6个单元，主塔48 个单元，斜拉索27个单元用拉索单元模拟，桥墩6个单元。塔座与桥墩固结。挂篮利用软件中的挂篮系统模拟，每套挂篮划分为2个单元。在原已有结构分析计算的基础上，采用三维实体单元对结构的细节进行了真实的模拟按照施工和设计所确定的施工工序以及设计所提供的基本参数，对施工过程进行了实时仿真计算，由此得到相对详精确、详尽和可靠的分析结果和控制数据。

3.3施工过程的现场监测。为了随时掌握在施工过程中的主梁和索塔的实际应力、位移、斜拉索的索力，检验和指导结构计算，就必须在施工的过程中埋置应力传感器、拉索中的拉力传感器，设置位移观测点。但在考虑这些元件的布设位置时，同时注意到今后全桥测试也能够应用。索力、应力、温度和位移观测一般应同时进行，即是说每次都要将所有的可测点进行观测，并且是定时（在温度相对稳定的时刻，即如日出之前的早晨7点～9点，进行测试）测量，形成一套完整的观测资料。

3.4施工过程的参数识别。由于设计时所采用的许多设计参数，如材料的弹性模量、结构自重、混凝土收缩徐变参数等与实际工程中所表现出来的参数不完全一致，以及施工中存在的各种误差都会导致施工过程中主梁标高、斜拉索索力偏离设计目标，而且会随着斜拉索悬臂的不断延伸而逐渐累积，如果不加以及时有效的控制和调整，最终会造成合拢困难，影响成桥后的内力和线形。为消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性，在施工过程中应采用最小二乘法和自适应卡尔曼滤波法对这些参数进行识别和调整。

4.1卡尔曼滤波法。本工程采用卡尔曼滤波法进行偏差的处理和索力调整。卡尔曼滤波法类似一次张拉法，但当前阶段的张拉力不是原来的计算索力，而是根据变位的实测数值经过滤波和反馈控制计算后给出的索力修正值。它把梁的扰度X看作随机状态矢量，索力U作为外加控制矢量，通过适当的选择索力以控制最后梁端或塔顶位置达到某一指定值δ。因此，它对位置的控制是绝对的，对于索力的控制则是在满足设计位置的基础上，以结构内能为最小条件下的最优。

4.2索力测试。测试方法。 本桥采用微振法对索力进行实测，该法测试速度快、设备简单，综合误差可控制在5%以下。

微振法是通过测定拉索的自振频率，由下式计算索力：

T=4W1gl2〔fn1n〕2=4W1gl2F2

式中： T——索力（N）

W——单位索长的重量（Kg/m）

fn——索的第n阶自振频率（Hz）

l——索的计算长度（m）

n——索自振频率阶数

g——重力加速度（9.81m/s2）

F——索自振基频

由于待测斜拉索数量多、索力大、并有多种规格， 因此拟采用微振法（也称弦振法）进行测试， 以满足对现场索力测定快速、准确的要求。

4.3索力对比分析。

（1）本桥的仿真计算采用的是Midas-Civil结构计算软件建立的有限元模型，以设计成桥索力为合理成桥索力的目标值，用倒拆——正装迭代法反复调试确定初始张拉索力，最终计算成桥索力与设计索力如表1、表2。

（2）经过一次调索后实测索力与设计索力见表3、表4。

（3）索力最大差值发生在水平索上游侧Z4，大于设计索力225KN，偏大4.64%，小于设计要求5%的容许偏差值。

5. 结论

（1）针对官塘大桥的施工工艺，以有限元理论为基础，应用土木工程专用的结构分析与优化设计软件MIDAS-Civil建立全桥模拟分析模型。并对斜拉桥施工控制的分析方法进行了一定阐述。

（2）运用事后调整法和预测控制法相结合，遵循“预测——施工——实测——对比——调整——预测” 的方法，把仿真计算、施工、测量、参数识别、误差修正有机的结合起来，有效的控制索力和标高及主梁应力，并能及时的修正各阶段的误差，避免误差积累最终获得了较好的结构内力状态和主梁线形。

参考文献

[1]向中富.桥梁施工控制技术（第1版）[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]陈湛荣.混凝土斜拉桥仿真计算与施工控制[硕士学位论文].重庆交通大学，2008.

[3]徐君兰.大跨径桥梁施工控制[M].人民交通.

[4]邵旭东.桥梁工程（第1版）[M]. 北京：人民交通出版社，2001.

[5]王成发.斜拉桥成桥索力的探讨及施工过程分析[硕士学位论文].长安大学，2008.endprint

【摘要】荔波官塘大桥为双圆环独塔斜拉桥，其结构复杂，施工监控难度大。本文介绍了该桥的仿真计算，现场实测，参数识别，索力调整等内容，简单阐述了卡尔曼滤波法在施工控制中的运用，并给出了该桥施工控制所取得的有关成果。

【关键词】斜拉桥；施工控制；索力

1. 工程概况

（1）荔波县官塘大桥位处荔波县城区东面，樟江大桥下游800m官塘大道上，是连接荔波县城时来坝片区与老城区的重要桥梁。桥长180m，桥梁起点桩号K0+030.5，终点桩号K0+210.5。跨径布置为85+85m双拱式独塔双索面PC双主梁式斜拉桥（无引桥）。桥梁设计等级为公路-Ⅰ级，桥面总宽32m，双向四车道。

（2）主梁采用C55混凝土，为实体双主梁截面。全桥采用等高度截面，截面高度均为2.24m（主梁中心线处）。标准截面纵向每隔8m设一道横隔板。桥面划分为8个施工梁段，标准节段长8m，合龙段长2m，采用后支点挂篮悬浇施工。主塔为Q345D级钢结构，截面轮廓尺寸为3200×2500mm（横桥向×顺桥向），钢箱壁厚J0-J2段为40mm，其余段均为30mm。钢塔施工采用节段悬臂拼装。全桥共设置2×9根水平索和4×9根斜拉索。桥梁的总体布置见图1。

图1桥梁立面布置图2. 斜拉桥施工控制的一般方法

2.1事后调整控制法。事后调整控制法是指在施工过程中，当发现已成结构状态与设计要求不符时，可以通过一定补救措施对其进行调整，使之达到设计要求的方法。但是这种方法仅适用于那些结构内力与线性能够调整的特殊情况，斜拉桥可算是其中的一种。

2.2预测控制法。预测控制法是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种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。这种方法适用于所有类型的桥梁，那些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。由此可见，预测控制法是桥梁施工控制的主要方法。

2.3根据官塘大桥结构和施工方法的特点，本桥采用事后调整法和预测控制法相结合，遵循“预测——施工——实测——对比——调整——预测”的方法系统的对其进行施工控制。

3. 施工控制的工作内容

3.1官塘大桥施工控制的工作内容主要有一下四点。

（1）施工过程的仿真计算，目的是得到施工过程中全桥的理论数据。

（2）施工过程的现场监测，目的是得到施工过程中全桥的实测数据。

（3）施工过程的参数识别，在（1）和（2）所获取的数据的基础上即可对大桥的有关参数进行识别得到每一施工阶段的标高和索力。

（4）施工过程的索力调整。

图2全桥模型图3.2施工过程的仿真计算。

（1）官塘大桥的仿真计算采用的是Midas-Civil结构计算软件建立的有限元模型，主要是依据设计院所提供的图纸，并在适当的地方进行了必要的简化。在建模过程中，考虑到划分网格的便利和以后观察结果的需要对模型的块体进行了合理的划

（2）将结构划分为183个平面梁单元， 217个节点。其中主梁96个单元，塔座6个单元，主塔48 个单元，斜拉索27个单元用拉索单元模拟，桥墩6个单元。塔座与桥墩固结。挂篮利用软件中的挂篮系统模拟，每套挂篮划分为2个单元。在原已有结构分析计算的基础上，采用三维实体单元对结构的细节进行了真实的模拟按照施工和设计所确定的施工工序以及设计所提供的基本参数，对施工过程进行了实时仿真计算，由此得到相对详精确、详尽和可靠的分析结果和控制数据。

3.3施工过程的现场监测。为了随时掌握在施工过程中的主梁和索塔的实际应力、位移、斜拉索的索力，检验和指导结构计算，就必须在施工的过程中埋置应力传感器、拉索中的拉力传感器，设置位移观测点。但在考虑这些元件的布设位置时，同时注意到今后全桥测试也能够应用。索力、应力、温度和位移观测一般应同时进行，即是说每次都要将所有的可测点进行观测，并且是定时（在温度相对稳定的时刻，即如日出之前的早晨7点～9点，进行测试）测量，形成一套完整的观测资料。

3.4施工过程的参数识别。由于设计时所采用的许多设计参数，如材料的弹性模量、结构自重、混凝土收缩徐变参数等与实际工程中所表现出来的参数不完全一致，以及施工中存在的各种误差都会导致施工过程中主梁标高、斜拉索索力偏离设计目标，而且会随着斜拉索悬臂的不断延伸而逐渐累积，如果不加以及时有效的控制和调整，最终会造成合拢困难，影响成桥后的内力和线形。为消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性，在施工过程中应采用最小二乘法和自适应卡尔曼滤波法对这些参数进行识别和调整。

4.1卡尔曼滤波法。本工程采用卡尔曼滤波法进行偏差的处理和索力调整。卡尔曼滤波法类似一次张拉法，但当前阶段的张拉力不是原来的计算索力，而是根据变位的实测数值经过滤波和反馈控制计算后给出的索力修正值。它把梁的扰度X看作随机状态矢量，索力U作为外加控制矢量，通过适当的选择索力以控制最后梁端或塔顶位置达到某一指定值δ。因此，它对位置的控制是绝对的，对于索力的控制则是在满足设计位置的基础上，以结构内能为最小条件下的最优。

4.2索力测试。测试方法。 本桥采用微振法对索力进行实测，该法测试速度快、设备简单，综合误差可控制在5%以下。

微振法是通过测定拉索的自振频率，由下式计算索力：

T=4W1gl2〔fn1n〕2=4W1gl2F2

式中： T——索力（N）

W——单位索长的重量（Kg/m）

fn——索的第n阶自振频率（Hz）

l——索的计算长度（m）

n——索自振频率阶数

g——重力加速度（9.81m/s2）

F——索自振基频

由于待测斜拉索数量多、索力大、并有多种规格， 因此拟采用微振法（也称弦振法）进行测试， 以满足对现场索力测定快速、准确的要求。

4.3索力对比分析。

（1）本桥的仿真计算采用的是Midas-Civil结构计算软件建立的有限元模型，以设计成桥索力为合理成桥索力的目标值，用倒拆——正装迭代法反复调试确定初始张拉索力，最终计算成桥索力与设计索力如表1、表2。

（2）经过一次调索后实测索力与设计索力见表3、表4。

（3）索力最大差值发生在水平索上游侧Z4，大于设计索力225KN，偏大4.64%，小于设计要求5%的容许偏差值。

5. 结论

（1）针对官塘大桥的施工工艺，以有限元理论为基础，应用土木工程专用的结构分析与优化设计软件MIDAS-Civil建立全桥模拟分析模型。并对斜拉桥施工控制的分析方法进行了一定阐述。

（2）运用事后调整法和预测控制法相结合，遵循“预测——施工——实测——对比——调整——预测” 的方法，把仿真计算、施工、测量、参数识别、误差修正有机的结合起来，有效的控制索力和标高及主梁应力，并能及时的修正各阶段的误差，避免误差积累最终获得了较好的结构内力状态和主梁线形。

参考文献

[1]向中富.桥梁施工控制技术（第1版）[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]陈湛荣.混凝土斜拉桥仿真计算与施工控制[硕士学位论文].重庆交通大学，2008.

[3]徐君兰.大跨径桥梁施工控制[M].人民交通.

[4]邵旭东.桥梁工程（第1版）[M]. 北京：人民交通出版社，2001.

[5]王成发.斜拉桥成桥索力的探讨及施工过程分析[硕士学位论文].长安大学，2008.endprint

【摘要】荔波官塘大桥为双圆环独塔斜拉桥，其结构复杂，施工监控难度大。本文介绍了该桥的仿真计算，现场实测，参数识别，索力调整等内容，简单阐述了卡尔曼滤波法在施工控制中的运用，并给出了该桥施工控制所取得的有关成果。

【关键词】斜拉桥；施工控制；索力

1. 工程概况

（1）荔波县官塘大桥位处荔波县城区东面，樟江大桥下游800m官塘大道上，是连接荔波县城时来坝片区与老城区的重要桥梁。桥长180m，桥梁起点桩号K0+030.5，终点桩号K0+210.5。跨径布置为85+85m双拱式独塔双索面PC双主梁式斜拉桥（无引桥）。桥梁设计等级为公路-Ⅰ级，桥面总宽32m，双向四车道。

（2）主梁采用C55混凝土，为实体双主梁截面。全桥采用等高度截面，截面高度均为2.24m（主梁中心线处）。标准截面纵向每隔8m设一道横隔板。桥面划分为8个施工梁段，标准节段长8m，合龙段长2m，采用后支点挂篮悬浇施工。主塔为Q345D级钢结构，截面轮廓尺寸为3200×2500mm（横桥向×顺桥向），钢箱壁厚J0-J2段为40mm，其余段均为30mm。钢塔施工采用节段悬臂拼装。全桥共设置2×9根水平索和4×9根斜拉索。桥梁的总体布置见图1。

图1桥梁立面布置图2. 斜拉桥施工控制的一般方法

2.1事后调整控制法。事后调整控制法是指在施工过程中，当发现已成结构状态与设计要求不符时，可以通过一定补救措施对其进行调整，使之达到设计要求的方法。但是这种方法仅适用于那些结构内力与线性能够调整的特殊情况，斜拉桥可算是其中的一种。

2.2预测控制法。预测控制法是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种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。这种方法适用于所有类型的桥梁，那些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。由此可见，预测控制法是桥梁施工控制的主要方法。

2.3根据官塘大桥结构和施工方法的特点，本桥采用事后调整法和预测控制法相结合，遵循“预测——施工——实测——对比——调整——预测”的方法系统的对其进行施工控制。

3. 施工控制的工作内容

3.1官塘大桥施工控制的工作内容主要有一下四点。

（1）施工过程的仿真计算，目的是得到施工过程中全桥的理论数据。

（2）施工过程的现场监测，目的是得到施工过程中全桥的实测数据。

（3）施工过程的参数识别，在（1）和（2）所获取的数据的基础上即可对大桥的有关参数进行识别得到每一施工阶段的标高和索力。

（4）施工过程的索力调整。

图2全桥模型图3.2施工过程的仿真计算。

（1）官塘大桥的仿真计算采用的是Midas-Civil结构计算软件建立的有限元模型，主要是依据设计院所提供的图纸，并在适当的地方进行了必要的简化。在建模过程中，考虑到划分网格的便利和以后观察结果的需要对模型的块体进行了合理的划

（2）将结构划分为183个平面梁单元， 217个节点。其中主梁96个单元，塔座6个单元，主塔48 个单元，斜拉索27个单元用拉索单元模拟，桥墩6个单元。塔座与桥墩固结。挂篮利用软件中的挂篮系统模拟，每套挂篮划分为2个单元。在原已有结构分析计算的基础上，采用三维实体单元对结构的细节进行了真实的模拟按照施工和设计所确定的施工工序以及设计所提供的基本参数，对施工过程进行了实时仿真计算，由此得到相对详精确、详尽和可靠的分析结果和控制数据。

3.3施工过程的现场监测。为了随时掌握在施工过程中的主梁和索塔的实际应力、位移、斜拉索的索力，检验和指导结构计算，就必须在施工的过程中埋置应力传感器、拉索中的拉力传感器，设置位移观测点。但在考虑这些元件的布设位置时，同时注意到今后全桥测试也能够应用。索力、应力、温度和位移观测一般应同时进行，即是说每次都要将所有的可测点进行观测，并且是定时（在温度相对稳定的时刻，即如日出之前的早晨7点～9点，进行测试）测量，形成一套完整的观测资料。

3.4施工过程的参数识别。由于设计时所采用的许多设计参数，如材料的弹性模量、结构自重、混凝土收缩徐变参数等与实际工程中所表现出来的参数不完全一致，以及施工中存在的各种误差都会导致施工过程中主梁标高、斜拉索索力偏离设计目标，而且会随着斜拉索悬臂的不断延伸而逐渐累积，如果不加以及时有效的控制和调整，最终会造成合拢困难，影响成桥后的内力和线形。为消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性，在施工过程中应采用最小二乘法和自适应卡尔曼滤波法对这些参数进行识别和调整。

4.1卡尔曼滤波法。本工程采用卡尔曼滤波法进行偏差的处理和索力调整。卡尔曼滤波法类似一次张拉法，但当前阶段的张拉力不是原来的计算索力，而是根据变位的实测数值经过滤波和反馈控制计算后给出的索力修正值。它把梁的扰度X看作随机状态矢量，索力U作为外加控制矢量，通过适当的选择索力以控制最后梁端或塔顶位置达到某一指定值δ。因此，它对位置的控制是绝对的，对于索力的控制则是在满足设计位置的基础上，以结构内能为最小条件下的最优。

4.2索力测试。测试方法。 本桥采用微振法对索力进行实测，该法测试速度快、设备简单，综合误差可控制在5%以下。

微振法是通过测定拉索的自振频率，由下式计算索力：

T=4W1gl2〔fn1n〕2=4W1gl2F2

式中： T——索力（N）

W——单位索长的重量（Kg/m）

fn——索的第n阶自振频率（Hz）

l——索的计算长度（m）

n——索自振频率阶数

g——重力加速度（9.81m/s2）

F——索自振基频

由于待测斜拉索数量多、索力大、并有多种规格， 因此拟采用微振法（也称弦振法）进行测试， 以满足对现场索力测定快速、准确的要求。

4.3索力对比分析。

（1）本桥的仿真计算采用的是Midas-Civil结构计算软件建立的有限元模型，以设计成桥索力为合理成桥索力的目标值，用倒拆——正装迭代法反复调试确定初始张拉索力，最终计算成桥索力与设计索力如表1、表2。

（2）经过一次调索后实测索力与设计索力见表3、表4。

（3）索力最大差值发生在水平索上游侧Z4，大于设计索力225KN，偏大4.64%，小于设计要求5%的容许偏差值。

5. 结论

（1）针对官塘大桥的施工工艺，以有限元理论为基础，应用土木工程专用的结构分析与优化设计软件MIDAS-Civil建立全桥模拟分析模型。并对斜拉桥施工控制的分析方法进行了一定阐述。

（2）运用事后调整法和预测控制法相结合，遵循“预测——施工——实测——对比——调整——预测” 的方法，把仿真计算、施工、测量、参数识别、误差修正有机的结合起来，有效的控制索力和标高及主梁应力，并能及时的修正各阶段的误差，避免误差积累最终获得了较好的结构内力状态和主梁线形。

参考文献

[1]向中富.桥梁施工控制技术（第1版）[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]陈湛荣.混凝土斜拉桥仿真计算与施工控制[硕士学位论文].重庆交通大学，2008.

[3]徐君兰.大跨径桥梁施工控制[M].人民交通.

[4]邵旭东.桥梁工程（第1版）[M]. 北京：人民交通出版社，2001.