大跨度桥梁工程论文精品(七篇)

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篇(1)

关键词：桥梁；施工；安全风险

中图分类号：K928 文献标识码：A 文章编号

Abstract: in this paper, the large span bridge main construction method is discussed, and the bridge construction with the risk in the factor, put forward the large span bridge risk response measures.

Keywords: bridge; The construction; Safety risk

0.前言

由于桥梁工程特别是大型复杂桥梁工程的建设往往是在复杂多变的自然和社会环境中运作的，其本身具有规模大，施工期长，内部结构复杂、外部联系广泛等特点，这些特点决定了桥梁工程建设阶段必然存在很多不确定因素，所以风险也始终存在于桥梁建设的全过程。近年来，一些研究调查表明，桥梁施工期的风险远远高于使用期。桥梁在任何施工阶段都有可能发生坍塌、变形等事故，而且事故发生的可能性贯穿桥梁施工的整个过程，同时也会造成极大的损失。桥梁施工损失类型包括结构损坏、人员伤亡、施工延误、经济损失等多种形式，而且往往多种损失同时发生，影响范围甚广。造成事故的原因多种多样，经常会同时发生，因此必须系统的了解桥梁在施工中存在的风险因素，提高桥梁施工安全，应对桥梁施工风险。对确保大跨度桥梁安全施工有着重大的意义。

1. 大跨度桥梁施工方法

改革开放以来，我国桥梁工程的发展进入了一个高速的发展时期，主要体现在桥梁总体数量大幅度增加，桥梁的结构体系多样化，桥梁的跨度也越来越大，而桥梁的施工环境却越来越复杂，所以对大跨度桥梁的施工方法有了更高的要求。在桥梁工程中，施工是非常重要的一个环节，合理的施工方法，能有效的提高施工组织和管理的水平。施工方法的选择要根据工程结构的跨度、孔数、桥梁总长、截面形式和尺寸、地形条件、设备能力、气候条件、运输条件、设备的周转使用等多方面条件。常见的施工方法主要有以下几种：

(l)就地浇筑施工法，是一种现场浇注的传统施工方法，在支架上安装模板，绑扎及安装钢筋骨架，现浇混凝土的一种施工方法。施工特点：整体性好，施工平稳、可靠，不需要大型起重设备；施工中无体系转换；预应力混凝土连续梁桥可以采用强大预应力体系，使结构构造简单，方便施工；需要大量施工支架，跨河桥梁搭设支架影响河道的通航与排洪，施工期间支架可能受到洪水和漂流物的威胁；施工工期长，费用高，需要较大的施工场地，管理复杂，不太适合大跨度桥梁。

(2)悬臂施工法，是在建成桥墩上沿桥梁跨径方向逐段施工的方法。在施工过程中，要保证墩梁固结，能够充分利用材料的力学性能，提高桥梁的跨越能力。悬臂施工通常分为悬臂浇筑和悬臂拼装两种。悬臂浇筑法：在桥墩两侧依次对称安装节段，张拉预应力筋，使悬臂不断接长，直至合拢。施工特点：无须建立落地支架，无须大型起重与运输机具，主要设备是一对能行走的挂篮。挂篮可在己经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动，绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、预施应力都在挂篮上进行。完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段，进行下一节段施工，如此循序前进，直至悬臂梁段浇筑完成。悬浇施工方法特别适合于宽深河流和山谷，施工期水位变化频繁不宜水上作业的河流，以及通航频繁且施工时需留有较大净空等河流上桥梁的施工。但悬臂浇筑法在施工中也有不足：梁体部分不能与墩柱平行施工，施工周期较长，而且悬臂浇筑的混凝土加载龄期短，混凝土收缩和徐变影响较大。

(3)逐孔施工方法，是在城市高架桥广泛应用的方法，该方法从桥梁一端开始，采用一套施工设备或一、二孔施工支架逐孔施工，周期循环，直到完成。施工特点：移动模架不需要设置地面支架，不影响通航，施工安全性大，可靠；有良好的施工环境，保证施工质量，一套支架可多次周转使用，具有可在类似预制场生产的优点；机械化、自动化程度高，节省劳力，降低劳动强度，缩短工期；通常每一施工梁段的长度取用一跨的跨长，接头的位置一般选在桥梁受力较小的地方；移动模架设备投资大，施工准备和操作都比较复杂。此法宜在桥梁跨径小于50m的桥上使用。

(4)顶推施工法，是沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制梁，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体，然后通过水平千斤顶施工，将梁体向前顶推出预制场地，然后继续在预制场进行下一节梁段的预制，直至施工完成。施工特点：顶推法可以使用简单的设备建造长、大桥梁，施工费用较低，施工平稳、无噪声，可在深水、山谷和高桥墩上采用。大跨度桥梁施工方法还有很多。全面的了解大跨度桥梁的施工方法，有助于全面的认识桥梁施工过程，更能有效地识别大跨度桥梁施工过程中潜在的风险因素，从根本上了解桥梁的施工风险，发现桥梁施工风险发生的原因。

2. 大跨度桥梁施工中存在不确定性

随着桥梁的发展和跨径的不断增大，桥梁的结构刚度、结构的几何非线性效应越来越高，影响桥梁安全的因素越来越多。目前，国内外学者己对结构中的确定性问题进行了大量的研究，但是，对于影响结构安全的各种不确定性问题研究依然较少。而事实上，和其它结构物一样，大跨度桥梁结构中也存在着大量的不确定性。同时，由于大跨度桥梁结构体系复杂，施工难度大，施工工序多，施工工艺复杂，施工周期又短，各种不利因素进一步增加了大跨度桥梁在施工中的不确定性。

(l)材料性能的不确定性

桥梁结构构件的材料性能，包括材料的强度、材料的弹性模量、泊松比、膨胀系数等，在不同的材料质量、制作工艺、外形尺寸及环境条件下，会产生不同的性能，这就是材料性能的不确定性。

(2)几何参数的不确定性

结构构件的尺寸，如构件的高度、宽度、面积及间距等，受制作和安装工艺等因素的影响，会产生一定的变异性，从而导致实际构件尺寸与标准设计尺寸之间存在一定的差异，这是结构构件几何参数的不确定性。

(3)荷载的不确定性

大跨度桥梁结构在施工过程中，会承受各种施工荷载的作用，而无论是桥梁结构的恒载，还是施工中存在的活载或其它的施工荷载，都或大或小与设计值有偏差，是很难控制的，所以说施工荷载具有一定的不确定性。

(4)非线性带来的不确定性

大跨度桥梁结构复杂，非线性对桥梁也有较明显的影响。主要体现在材料非线性、几何非线性和时变非线性三个方面。材料非线性主要是指混凝土构件开裂等弹塑性变形行为，而由于在施工阶段计算中一般不研究结构的极限承载力，没有考虑进入弹塑性或构件开裂后的情形，所以由此会引起结构的不确定性；大跨度桥梁的几何非线性如在斜拉桥中，斜拉索的垂度效应、大位移效应以及塔梁的梁一柱效应，每一施工阶段都可能伴随结构构形的变化，几何非线性影响尤为突出；时变非线性主要是指混凝土收缩和徐变所引起的随时间变化的非线性变形，在混凝土桥梁的主梁施工中，如果结构为超静定，收缩和徐变不但引起结构变形，还可能产生次内力，因此对其合理的考虑是十分必要的。

（5)人为因素的不确定性

在桥梁工程的设计、施工、使用等各个阶段都是有人的参与，人是建设活动的主体，因此，在工程建设过程中，不能不考虑人为因素的影响。在大跨度桥梁施工过程中，人为失误的种类很多，主要包括：①施工操作失误，如施工方法选择不当、施工顺序失误及机械操作行为失误等；②技术管理失误，如不按设计图纸施工、不按照施工规范施工、不按照施工方案施工与技术措施不当等；③组织管理方面的失误，如组织设计与措施混乱、现场指挥人员素质不够、不认真执行施工组织设计、现场指挥不明确、组织协调不力及检查督促不力等；④制度管理失误，如各类管理体制不健全、人员管理松懈、教育培训不到位等。施工期间的人为失误具有多维性、广泛性，涉及范围广、难以控制等特点，应当予以足够的重视。

3. 风险因子与应对措施

在大桥的施工过程中，主要存在四个主要风险因子，按风险重要性依次是管理风险，技术风险、经济风险和自然风险。

管理风险，主要包含材料供应、材料浪费、交通运输、供水供电、管理施工组织协调、材料管理、施工人员水平、技术人员水平、管理人员水平。在桥梁施工过程中，要合理的控制管理方面，在对材料的检查、运输和应用的过程严格监控，没有及时使用的材料要安全保管，防止老化和失效；在施工前需要对人员进行严格的培训，在施工中，要求人员严格按照施工规范进行施工，监理人员要对工程安全严格把关，施工指挥人员要有全局意识，各个单位严格紧密合作，要求人员对工程项目都有主人翁的精神。

技术风险，主要包含设计资料变更、设计资料的有效性、施工工序控制、设备操作、设计资料准确性、承载力不足、细部处理不当、工程项目计划准确性、场地排水、施工工艺、机械调配。在桥梁技术风险中，我们要重视施工前期的勘测工作，细致镇密的对地质的勘察，周围环境的勘察，可以减少施工中的投资，减少设计变更和设计结构的误差。同时，在施工过程中，对施工机械严格安全检查，防止施工时施工机械出现故障，导致事故发生。在施工技术方面，要按照施工规范安全施工，采取的新技术一定要进行试验。

经济风险，主要包含建设单位储备资金、国家利息调整、职工工资和福利、提高预算不足、工程清单的错误和遗漏。保证资金充足，是大型工程项目的基本要求。要个控制对资金的应用，对项目要有个合理的概预算。

自然风险，主要包含地质因素和气候因素。在大桥施工前，要对多年的气象和水文资料进行详细的统计分析，确保做好足够的准备。

4. 结论

通过上述的分析可知，在大跨度桥梁施工期间存在大量不确定性，桥梁施工期间存在着高风险，必须给予足够的重视，否则工程事故一旦发生，将会带来不可预估的损失，例如结构失效、人员伤亡等，同时给社会和自然环境带来不利的影响。因此，为了降低大跨度桥梁施工期间的风险，避免工程事故的发生，可以采取积极有效的措施，控制和降低风险发生概率，保障桥梁施工的安全。另外，开展大跨度桥梁施工风险分析研究，对于确保大跨度桥梁工程建设的安全性和科学性、提高桥梁工程施工的经济性和合理性以及推动桥梁设计理论及桥梁保险体系的发展，都有十分重要的理论价值和现实意义。

【参考文献】：

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实践教学环节薄弱由于桥梁工程的建设周期一般较长，而受课时、教学经费的限制实习时间往往较短，学生在较短的实习期间内无法全面了解整个桥梁工程的设计或施工过程，这使学生在课堂上接受的理论知识难以和工程实践相结合，所学的专业知识难以融会贯通，势必会影响到学生工程能力的培养，不利于学生毕业后直接走上工作岗位。4.课程考核方式不能反映学生的综合素质长期以来，由于学校只注重理论教学的现状并没有得到彻底改变，所以在以往的考核中，大多以学生的理论考试成绩作为唯一的评定标准，这显然不能反映学生的综合素质。要培养出适应社会和市场需要的高素质的、工程能力强、应用型的专业技术人才，就必须改进成绩评定方法，重新建立一套新的学生成绩评定系统，把工程能力培养、评价与学生成绩考核紧密结合起来，多方面、全方位地评价学生对专业知识的掌握情况。

“桥梁工程”课程教学内容与教学方法的改革

“桥梁工程”教学内容的改革应以培养工程能力强的应用型人才为目标，注重理论知识在实践中的应用，体现素质教育和工程能力的培养。因此，必须优化课程结构，充实课程内容，在授课过程中加强工程能力的培养。1.优化重组教学内容，不断充实课程内容由于本课程只有48学时，这就需要教师明确教学目标，优化重组教学内容，在教学内容上进行适当取舍，精简教材。在教学过程中应突出重点和难点，使学生重点掌握基本桥型的基本构造原理和设计计算方法，对于大跨度桥梁着重讲构造原理和施工方法。如在讲解悬索桥时，引用具体的工程案例（如日本明石海峡大桥），重点讲解悬索桥的构造特点和常用的施工方法，对于悬索桥的设计计算只做一般性的了解，这样使教学过程难点减少，也符合我院该门课程学时少的特点和学生的实际情况。要不断充实课程教学内容。随着我国现代化建设的不断发展，桥梁工程建设技术不断革新，新技术、新方法、新材料、新工艺不断涌现。因此，这就要求教师及时了解当今桥梁工程的发展趋势和最新发展成果，定期在原有教学内容的基础上增加新内容，紧跟国内外的先进的施工技术，实现教学内容与实际工程的紧密结合。此外，教学内容还应与教师的科研成果紧密结合，教师应把科研的新成果、新观点、新见解不断充实到教学内容中，引导学生进入学科前沿，这样可以激发学生的学习热情，树立学生的自豪感。2.加强工程资料在教学中的应用为了增加学生的感性认识，在教学过程中需要引入大量的工程内容，包括工程图片、工程图纸、工程案例和工程录像等内容，突出课程的工程特性。[5]在教学过程中，教师应根据具体的教学内容，结合一些工程案例或一些国内外著名的桥梁予以详细讲解，再适当穿插一些桥梁施工过程的照片或播放施工过程的视频资料，这样，一方面可以使学生加深对桥梁构造和施工方法的理解，激发学生的学习兴趣，培养学生的工程意识和工程思维方式，使课堂教学更生动活泼；另一方面，工程实例与理论教学的结合，弥补了缺少实践环节的不足，使教学内容得以拓展，大大提高了该课程的教学质量。3.倡导启发、讨论式教学方法在教学中引入并倡导启发式、讨论式教学方法，由过去“以教师为主体”的传统教学模式向“以学生为主体、教师为主导”的新型教学模式转变，[2，3，6]改变以往“填鸭式”的教学模式，启发学生思考，变被动、机械、死记硬背式的学习为积极主动的学习。例如，在讲授“预应力混凝土连续梁桥”时，可引导学生思考两个问题：当需要的跨径大于40~50m时，还能否应用混凝土简支梁，会出现什么问题；面对桥梁大跨度的需求，有哪些解决途径。这样可启发学生思考，并组织学生展开讨论，使学生各抒己见，在讨论中获得更为全面的知识，从而训练学生的思维，培养学生独立思考和解决问题的能力，对培养学生的专业素养具有重要作用。4.充分利用网络化教学，有效延伸课堂教学除课堂学习外，充分利用校园网资源，建立了桥梁在线网络课堂，并建立了课程网站。将基本教学资料，如多媒体课件、练习题及模拟试题等挂在课程网页上，学生可以随时阅读和下载复习。同时将各类桥梁的图片、施工动画及视频资料等在校园网上，这样可以将教学内容直观、生动地反映在学生面前，提高了学生的感性认识，从而可以有效地延伸课堂教学，深受学生欢迎。同时，还开辟课程答疑、讨论专区，利用该平台学生可以完成习题的练习和答疑，并对重点问题和难点问题进行讨论，通过网上留言、学生提问、学生自答、教师解答等方式提高学生学习的主动性和创造性。

改革考核方式，突出工程应用能力和创新能力考核

为了适应当前素质教育的要求，培养出适应社会需要的综合素质高，能独立思考和解决各种实际工程问题的高级土木工程专业技术人才，就必须摒弃过去那种只重分数而轻能力的单一的试卷考核方式，建立一种新的考核方式，在强调学生考试成绩的同时，也注重对学生学习过程、学习态度、创新意识，解决问题等能力的考核，力争对学生作出全面、客观公正的评价。“桥梁工程”课程成绩评定时主要考虑学生基础知识、基础能力和工程应用及创新能力的考核，见图1。基础知识和能力的考核主要包括课堂表现、课后作业及理论考试等。课后作业可以分为两个层次，第一个层次为课后的手算作业题，目的是让学生熟悉传统的桥梁设计计算方法，加深对相应理论知识的理解；第二个层次为综合应用题，需要学生运用相应的桥梁计算软件（如桥梁博士、Midas等），用电算的手段来完成，可以提高学生计算机应用水平，也让教学更贴近行业发展与工程实践，缩短学生毕业后在工作岗位的磨合期。对于理论考试试题，减少死记硬背型的考题，增加综合性、灵活性大的题目，注重考查学生分析问题和解决问题的能力。工程应用及创新能力考核主要包括课程论文、读书报告及科技活动等。课程论文主要是指在教学过程中布置的一些探讨性较强的小论文，目的是让学生运用所学的专业知识，通过查阅相关文献提出自己的见解，并锻炼学生科技论文的写作能力。读书报告是为了扩展学生的知识面，要求每个学生在整个教学过程中完成2～3本桥梁工程相关书籍的阅读，并撰写读书报告。科技活动的内容主要是指依托我校的学生科技周活动，开展桥梁设计大赛、专题讲座、桥梁摄影等活动，目的是激发学生的学习兴趣，增强学生的工程创新能力。其中桥梁设计大赛涉及结构的选型、计算等方面的知识，通过做模型，学生既掌握了桥梁结构的构造特点，又加深了对桥梁结构计算理论的理解。因此，设计大赛既是课堂教学的一种有益的补充，也是学生进行实践的一次机会。在科技活动中还可以举办专题讲座，邀请一些学者、专家、教授，向学生传授先进的工程设计、施工、管理等方面的知识和宝贵的经验，引导学生进入学科前沿，拓宽学生的视野和知识面。根据我们构建的“桥梁工程”成绩评定系统，改变以往单一的试卷考试的考核方式，将课堂表现、作业完成情况、读书报告、课程论文及科技活动情况等方面纳入平时成绩的考核中，其中课堂表现占平时成绩的20％，作业完成情况占30％，读书报告占20％，课程论文占20％，科技活动占10％。课程的最后成绩由平时成绩（占40％）和理论考试成绩（占60％）组成。

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山东理工大学（以下简称“我校”）以往6届道路与桥梁方向毕业的本科生就业情况如图1所示，可以看出我校输送出的学生接近80%在施工、监理、管理等部门就业，继续深造学业和在设计单位工作的仅占17%。由此可知，“桥梁工程”课程的改革目标应该集中在培养学生从事桥梁工程技术及管理工作的基本能力和社会急需的实践能力上。其总体思路是以实际工程为背景，以工程技术为主线，改革课程体系、知识学习方式、考核方式和评价标准，加强实践教学及能力培养方式等关键环节，提高学生的工程意识和工程实践能力，培养出创新能力强、适应企业发展需要的应用型土木工程师。

二、课程改革的具体措施

1.基础教学

选用国家规划教材，以“精、宽、新”的理念整合教学内容。精：以一种桥型的桥梁建设过程为主线，由点到面、深入浅出把繁杂的内容讲活、讲透，使学生举一反三，即可对其他结构形式采用粗讲。建立以“学生为主体，以教师为主导”的教学模式，将工程实例（最基础的混凝土梁桥、拱桥）引入课程教学。通过实施一个完整的项目来组织教学活动，采用类似科学研究与实践的方法，促进学生主动学习。具体做法是将5～6名学生分成一个小组，给每个小组下发一份既有实际工程的设计图纸，抓住桥梁建设过程主线，讲授桥梁设计基本原则、平纵横断面设计内容、桥梁建设程序和方案比选、桥梁上的作用、桥面布置与构造、上部结构的设计计算、支座、下部结构的设计计算和施工技术。对其他结构类型桥梁则以课上简介课下大作业的方式学习。宽：采用国家新标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）教学，对连续刚构、钢管混凝土拱桥、斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁进行类比性、归纳性讲解，使学生适应我国迅速发展的桥梁建设事业。新：利用三维动画模拟、电视录像片和纪录片等教学手段，把本专业最新动态和发展、科研成果、施工技术引进课堂，拓宽学生视野。依据CDIO教学模式，实施多样化教学方法。（1）引导性教学和自主性学习相结合。树立学生为主体的教学思想，组建学习小组，开展课堂互助讨论教学，随着课程进展预留联系工程实例的“大作业”，这些“大作业”可以是课程的重点难点、行业的动态或综合性的知识，作业以小组提交。这种教学方法能调动学生学习的主动性，增加学生之间的相互交流，在锻炼学生的独立分析能力的同时加强团队合作精神培养，以课外补课内来提高教学效果。（2）项目教学法教学。教学全过程中充分突出实践、强化应用，以实际工程项目为背景，将行业规范、现场案例、施工图纸和录像融入教学，培养学生的工程素质和工程能力。（3）网络化和信息化教学。通过课程网站建立网上互动平台，学生可以在网站上查看并下载教学大纲、教学课件、各章习题、课程设计的任务书和指导书、工程实例、行业动态等，也可以在网站上留下自己的心得和疑问，由师生进行开放性讨论，从而提高学生的学习自主性。

2.实践教学

基于应用型土木工程人才培养目标的定位特点，构建以能力培养为核心，多模块、相对独立、相互衔接的实践教学体系，该体系由计算机辅助设计软件学习、课程设计、模型制作、专题讲座和认识实习等部分组成。鼓励并引导学生使用桥梁博士、桥梁通等桥梁工程计算机辅助设计软件，改变课程设计、毕业设计完全手算及手工绘图的现状，邀请设计院技术负责骨干进行专题讲座，依托实际工程进行课程设计，在“做中学，做中教”，培养学生的工程设计能力。[4]利用课程设计的成果，以学习小组为单位按比例制作桥梁的上部结构模型，结合工程已有的其他部分图纸补充下部结构、支座、桥面铺装、栏杆、排水和照明完成全桥模型。在建造过程中，要求严格按照设计图纸施工，不能随意变更设计，在课程结束时提交实体模型和设计说明书，利用PPT演示建桥的全过程并对成果进行答辩，通过熟悉设计图纸课程设计制作模型成果答辩使理论知识具体化、实体化，不知不觉中培养学生的工程能力。

3.考核方法

为鼓励学生个性化发展，打破应试教育的桎梏，采取多元化考核模式，在强调测试理论知识的同时注重工程实践能力和工程设计能力的评价与考核。在考核方式上，采用闭卷笔试、小论文、大作业、模型制作、答辩、互评、自评相结合的形式。4.课程教学体系建设毕业设计是教学过程最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，要求学生综合应用所学各种理论知识和技能。桥梁工程课程的改革建立的“课堂教学、课程设计、认识实习”三元一体模式实质上是对毕业设计环节的基本训练，因此改革后的桥梁工程教学模式可和其他教学环节构成如图2所示的教学体系。

三、桥梁工程课程改革效果

经过两级六个自然班的课程实践，桥梁工程课程改革取得了显著的成效，主要表现在：第一，构建了以学生工程能力培养为主线，分层次（基础教学课程设计桥梁模型）、多模块（认识实习—课程教学—专题讲座—毕业设计）、全过程、递进式的实践教学课程体系，通过连续渐进的典型工程项目设计，培养学生的工程素质、工程能力和设计能力。第二，实施多元化考核评价方式，增加小组讨论、大作业、模型制作、答辩等环节，激发了学生学习主动性，提高了学生学习能力、研究能力和工程实践能力。在后续的生产实习中，教学培养基地企业反映该批次学生较之往届“上手快，操作能力强”。第三，课程设计和毕业设计成果质量提高显著。将项目教学法纳入课程，使学生对现行规范的把握、识图、画图能力加强，将计算机辅助设计软件应用于设计验算，在内容难度加大的情况下学生的成绩没有出现下降趋势。

四、结语

篇(4)

关键词：连续刚构桥；预应力损失；结构性能

中图分类号：TH6 文献标志码：A

The Continuous Rigid Frame Bridge Impact Analysis of Prestress Loss

Zhang Chang

（Chongqing communications construction group，Chongqing 401121）

Abstract： This paper research the stress loss effect of multi-span prestressed continuous rigid bridge performance. Using Midas/Civil software to analyze engineering bridge structure in the ideal state and actual status and extreme state and 20 year operating state. Contrast the value of structure moment and midspan deflection under different working conditions. The results show that： under prestressed loss 50%， the closed node moment rise of 28% and deflection rise 7 mm， this has adverse effect on the bridge and lead to post diseases.

Keywords： Continuous rigid frame bridge； Loss of prestress； Structure performance

引言

随着预应力混凝土在桥梁工程中的应用范围日益扩大，越来越多的桥梁工程问题暴露出来，例如跨中挠度过大，主梁出现斜裂缝等[1]。各国学者、专家分析认为，预应力损失过大是造成这些问题的重要因素[2]。目前，对于预应力损失方面的研究虽然得到了广大专家学者的重视，也做出了不少成果[3～7]，如李准华、刘钊《大跨度预应力混凝土梁桥预应力损失及敏感性分析》一文对大跨度预应力混凝土梁桥的预应力损失进行了研究，研究结果表明，若预应力损失计算偏小，则会导致对桥梁内力和挠度计算的较大失真[8]；姚强，柯亮亮在《连续刚构桥箱梁应力和跨中挠度与预应力损失的关系研究》一文中对比分析了不同预应力损失情况对连续刚构桥箱梁应力及跨中挠度的影响[9]。

参考大量论文资料可以看出，预应力损失计算方法虽然有迹可循，但大多针对三跨大跨径桥梁进行研究分析，对于更多跨连续刚构桥的研究资料相对较少，而且资料显示，很多文章仅仅针对当前情况下的成桥状态进行分析，涉及极端预应力损失情况以及多年后成桥状态的研究较少。为了更加客观全面的描述预应力损失对多跨（五跨）预应力连续刚构桥结构性能的影响，本文针对多跨（五跨）预应力连续刚构桥的预应力损失对桥梁结构性能的影响进行研究，为了进一步完善研究成果，还对实际成桥20年后的桥梁状态进行了分析与预测，结果表明，预应力损失将直接导致桥梁后期使用中出现跨中挠度过大等病害，严重影响桥梁使用安全和使用寿命。这一研究结论对预应力混凝土桥梁应力损失的研究有着积极的意义，并对其设计和施工具有一定的指导意义。

1.工程概况

依托桥梁位于某高速公路上，全长577米，跨径组合为5×30+（45+3×80+45）+3×30米。主桥为（45+3×80+45）米的预应力混凝土变截面连续刚构，桥梁平面位于R=1200米圆曲线上，纵断面位于R=24000米竖曲线上，纵坡为-2.993%。主桥下部结构桥墩系双肢实心墩，采用翻模施工，分段浇筑。主桥上部构造采用挂篮悬臂施工，边跨现浇段采用满堂支架施工，合拢段采用吊架施工。合拢顺序为：先边跨，再边中跨，最后进行中跨合拢。当全桥合拢贯通后，最后进行二期恒载的施加（桥面铺装、栏杆造型等）。

2.结构计算模型

本文采用Midas/Civil软件对该依托工程桥梁结构进行建模分析，得出桥梁在不同情况下的跨中挠度以及结构弯矩情况，分析对比以上各预应力损失下的成桥状态，研究了有效预应力不足对桥梁结构使用性和耐久性的影响。

文中涉及到的几种状态具体为：

（1）理想状态指的是按照规范中的公式对预应力损失进行估算，便可得到钢束预应力损失的理论计算值，此时的成桥状态称之为理想状态；

（2）实际状态指1.2恒荷载+1.2钢束二次+徐变二次+收缩二次的荷载组合下的状态；

（3）极端预应力损失状态假设当二期恒载施加以后，有效预应力只剩下张拉控制应力50%时候的状态；

（4）成桥20年后的状态是指实际状态下经过20年的预应力损失情况下的状态。

对依托桥梁工程计算时，以空间三维结构模型对其进行模拟，采用梁单元模拟各施工节段，1#、2#、3#、4#墩顶部为刚性固结，其成桥结构计算简图如图1所示。

图1 成桥结构计算简图

其中桥梁结构模型单元数：240；桥梁结构模型单元节点数：261；施工阶段总数：15；预应力钢筋数：340。模型分析完以后，输出理想成桥状态下的全桥自重下的结构弯矩图，经验证该模型与实际情况相符。如图2所示：

图2 成桥后弯矩图

其他状态下的成桥结构弯矩图分别按其实际预应力损失值对模型中相应预应力束的张拉力进行修改，重新分析模型即可。

3.不同状态下结构弯矩值对比分析

选取各合拢段控制点，作出各种状态下的结构弯矩值对比表（见表1）和柱状图（见图3）如下：

表1 各种状态下合拢段控制点弯矩值对比表

通过对表1和图3进行分析，我们可以发现：

相比理想状态，考虑全桥全部预应力束实际预应力损失值的情况下，6#节点弯矩值上升38.27kN・m，变化不大；34#节点弯矩值上升4028.82kN・m，达到6.36%；62#节点弯矩值上升4034.02kN・m，达到6.56%；90#节点弯矩值上升4065.60kN・m，达到6.41%；118#节点弯矩值上升48.5kN・m，变化不大。

在假设的二期恒载施加以后，有效预应力只剩下张拉控制应力50%的极端预应力损失情况下，6#节点弯矩值上升717.44kN・m，达到9.09%；34#节点弯矩值上升16761.62kN・m，达到26.48%；62#节点弯矩值上升17374.81kN・m，达到28.27%；90#节点弯矩值上升16987.66kN・m，达到26.77%；118#节点弯矩值上升477.57kN・m，达到7.30%。

在成桥二十年后的预应力损失情况下进行分析，6#节点弯矩值上升777.48kN・m，达到9.85%；34#节点弯矩值上升16858.52kN・m，达到26.63%；62#节点弯矩值上升17477.91kN・m，达到28.44%；90#节点弯矩值上升17086.65kN・m，达到26.93%；118#节点弯矩值上升539.17kN・m，达到8.24%。

4.不同状态下结构位移值对比分析

选取各合拢段控制点，做出各不同状态下的结构弯矩值对比表（见表2）和柱状图（见图4）如下：

表2 各种状态下合拢段控制点结构位移对比表

通过对表2和图4进行分析，可以发现：

相比理想状态，考虑全桥全部预应力束实际预应力损失值的情况，6#节点和118#节点竖向位移基本不变；34#节点竖向位移增大2.008mm；62#节点竖向位移增大1.999mm；90#节点竖向位移增大2.021mm。

在假设的二期恒载施加以后，有效预应力只剩下张拉控制应力50%的极端预应力损失情况下，6#节点和118#节点竖向位移增大1mm左右；34#节点竖向位移增大7.026mm；62#节点竖向位移增大7.048mm；90#节点竖向位移增大6.929mm。

在成桥二十年后的预应力损失情况下进行分析，6#节点和118#节点竖向位移增大2.5mm左右；34#节点竖向位移增大11.126mm；62#节点竖向位移增大12.648mm；90#节点竖向位移增大11.926mm。

5.结论

本文探讨了不同成桥状态下预应力损失对多跨预应力连续刚构桥结构性能的影响，对不同工况下结构弯矩值和跨中挠度的对比分析，主要结论如下：

（1）实际成桥状态预应力损失值大于原计算值（预应力损失预估不足），造成桥梁结构合拢段控制节点弯矩值均大幅度上升，弯矩值增幅最高达6.5%以上，其弯矩值增大值最高达4000kN・m以上。桥梁结构中跨合拢段控制节点竖向位移均增大2mm左右；

（2）在预应力损失过大的情况下（预应力损失50%），二期恒载施加后，中跨和边中跨合拢段节点弯矩值均大幅上升，弯矩值增幅最大达28.27%，其弯矩值增大值最高达17374.81kN・m。中跨合拢段控制节点的竖向位移均增大7mm左右；

（3）在实际状态下经过二十年预应力损失，中跨和边中跨合拢段节点弯矩值均大幅上升，弯矩值增幅最大达28.44%，其弯矩值增大值最高达17477.91kN・m，中跨合拢段控制节点的竖向位移增大11～12mm左右；

（4）预应力损失不仅影响到桥梁结构的节点弯矩值，对桥梁结构受力造成威胁，还影响到桥梁的跨中挠度，对成桥线形造成明显影响，直接导致桥梁后期使用中出现跨中下挠过大等病害，严重影响桥梁的使用安全和使用寿命。

参考文献

[1] 涂杨志.大跨度预应力混凝土连续刚构桥预应力损失研究[D].武汉.武汉理工大学，2003.

[2] 杨涛.预应力筋张拉阶段应力损失实用评估方法研究[D].重庆.重庆交通大学，2008.

[3] 梁南平.预应力混凝土连续弯梁桥的预应力损失试验研究[D].重庆.重庆交通大学，2010.

[4] 王敏.从预应力损失角度对混凝土桥梁病害成因的研究[D].武汉.武汉理工大学，2005.

[5] 朱新实、刘效尧.预应力技术及材料设备[M].北京：人民交通出版社，2005.1.

[6] 苏杭.预应力混凝土箱梁桥腹板受力分析及预应力损失研究[D].武汉.武汉理工大学，2007.

[7] 李瑞鸽.全预应力梁预应力损失的动力检测研究[D].武汉.华中科技大学，2005.

[8] 李准华、刘钊.大跨度预应力混凝土梁桥预应力损失及敏感性分析[J].世界桥梁，2009.

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关键字：强涌潮水域斜拉桥；钢箱梁吊装；起吊时间；线形控制

中图分类号： TU74 文献标识码： A

一、案例工程简介

嘉绍大桥主航道桥为世界上首座六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥，其跨径布置为70+200+5×428+200+70=2680m，主塔高度为168.964m～172.174m，从边塔至中塔逐步增高。索塔采用独柱型索塔，塔柱采用空心箱形断面，根据受力和总体刚度需要，索塔设置箱形断面“X”型支承托架，托架单悬臂长度为21.017m。主梁截面采用栓焊流线形扁平钢箱梁，标准梁段长15m，高4.0m，单幅梁宽24m(含风嘴及斜拉索检修道)，两幅梁间横梁长9.8m，全幅总宽55.6m。

二、超强涌潮水域无索区钢箱梁架设技术

2.1多功能变幅式桥面吊机的研发

由于桥位区大型浮吊难以进入，本项目设计了280t多功能变幅式步履架桥机，可满足主塔及边跨无索区钢箱梁吊装，也可满足标准钢箱梁的对称悬臂架设，经过简单改装还可满足其他项目的特殊大型构件吊装工作。本设备主要由底架、斜支撑、立柱、吊臂、吊具、卷扬机、滑轮、支锚机构、前移机构、横移机构、液压系统、电气系统、司机室、安全保障系统等组成。

吊臂主梁有效长度30m，幅度范围22m～8.6m，较大的幅度专为吊装墩顶梁设计。臂身采用Q345b材料制造，臂头有变幅机构的动滑轮箱和起升机构的定滑轮箱，滑轮箱也采用Q345b材料制造。臂尾通过Ф250mm销轴与底架铰接，销轴材料为40Cr。

吊具由起升机构动滑轮箱、斜拉杆、横梁、连接座和联接装置组成，结构材料均为Q345b，销轴采用40Cr，三角架一侧拉杆设有双头螺杆调节，可调节拉杆长度改变横梁纵坡。

2.2大刚度、不规则钢箱梁体在复杂支架上长距离滑移技术

无索区支架构造复杂，且钢箱梁需要先纵移，再横移到位，移动距离最长达120m。由于构造需要，嘉绍大桥无索区钢箱梁形状均不规则，每片箱梁结构都不相同，导致钢箱梁的重心变化很大，按照常规施工最终的结果是造成钢箱梁底部四个滑块受力严重不均，除了造成支架挠度差别大，增加滑移难度外，更重要的是影响滑移轨道的受力。严重时可能导致轨道梁变形，带来安全隐患，也可能在牵引时因为摩擦力不均，导致箱梁严重跑偏，影响钢箱梁滑移精度和进度。

对此，从以下两个方面进行研究解决：

⑴建模分析不同钢箱梁在支架不同部位滑移时的支点反力情况和支架下挠情况，并在现场实际验证；计算分析及现场试验滑移轨道高差与支点反力的对应关系（高差1cm荷载变化12t，可能出现两对角点承受钢箱梁全部荷载的情况）。

⑵多点自平衡同步滑移液压系统的研发及应用

该装置由多个滑块单元组成，每个滑块单元由两个100t液压千斤顶、一个特制底座、顶部支撑以及同步液压控制油泵组成，每个滑块单元均可单独工作。

三、超强涌潮水域四索面分幅式钢箱梁悬臂吊装技术

3.1超强涌潮水域钢箱梁与吊具快速连接装置的研发

嘉绍大桥所在水域具有水流速度快、波浪起伏大、潮水涨落交替快、水位变化大、冲淤剧烈等特点，在钢箱梁吊装时，受水文条件制约，运梁船到达指定位置后，必须在30min内完成与起重设备吊具的连接，使钢箱梁脱离运输船只，以避免由于恶劣水文条件引起的船只搁浅、失控、倾覆等安全事故。

该新型装置设计为吊具与钢箱梁之间通过滑轮组与无头钢丝绳进行软连接，其中每个吊点在吊具主梁上对应位置设有4个定滑轮，每片滑轮上预先套有无接头钢丝绳，钢箱梁上每个吊点设有2个吊耳，每个吊耳通过销轴各与两片滑轮串连。具体构造及安装流程见下图：

软连接原理示意及挂钩安装过程

该软连接装置的特点是通过钢丝绳套作为软连接部分，可适应由于复杂水文条件引起的船舶晃动，提高连接速度和精度；并且钢丝绳套可通过人力搬动，操作简便快捷，大幅提高施工效率，有效缩短了梁段起吊时间。

3.2四索面分幅式梁段悬臂吊装的实施

每个主塔各有标准梁段48块，梁长均为15m，梁重在199~223t之间。根据设计要求，各塔标准梁段均采用四台步履式桥面吊机对称悬臂吊装。

在塔周无索区梁段吊装完成后，即可开始标准梁段的安装，其工序包括梁段起吊、梁段临时对接、横梁施工、梁段栓焊、挂索、调索等。标准梁段悬臂吊装的主要难点在于一要确保在30min内将四片钢箱梁快速同步吊离船舶，这一点主要靠2.1节所述的快速软连接装置及同步分级起吊解决；难点之二就是临时横梁的安装及拆除方法和时机，以及永久横梁的安装及拆除方法和时机。如果把握不对，将会严重影响悬臂吊装梁段的线型控制及结构内力变化。

梁段临时横向连接的作用之一是悬臂拼装过程调节两幅梁之间的间距；其二是对于不设横梁梁段，可以用于抵消斜拉索张拉产生的水平分力；其三是在标准梁段悬拼过程中轴线发生偏离时可用于顶开间隙补救。

梁段临时横向连接设置在左右幅梁段内侧斜拉索工作箱之间，构造上分为三部分，两端采用直径为700mm，壁厚为12mm的Q235B钢管，中间钢管直径为740mm，中间钢管外套于端部钢管。中间钢管与端部钢管之间设有千斤顶作用牛腿，可用于调节临时横向连接的长度。端部钢管通过法兰盘固定在内侧斜拉索工作箱腹板上。

梁段横梁安装到位后可以拆除临时横向连接构造，对于不设横梁的梁段，临时横向连接构造必须滞后至少三个梁段以上拆除。

临时横梁布置图

永久横梁在新吊梁段临时连接完成，安装好临时横梁、调整钢箱梁状态并将环缝焊接完成后安装。永久横梁也采用桥面25t汽车吊安装。

三、结束语

随着我国社会经济的不断发展，建筑行业也得到了快速的发展，各种新的施工技术和工艺不断得到创新及应用；针对我国的公路桥梁建设，特别是大跨度的跨江、跨海桥梁中，钢箱梁斜拉桥以其跨度大、工序简单、工期短、造型美观等特点，越来越受到设计者的青睐，成为常规多见的桥型，但由于其多处于水深流急水域，吊装施工中存在一定难度，本文对强涌潮水域钢箱梁起吊中的有关问题进行了分析，以便为我国的路桥建设提供一点借鉴。

参考文献：

[1]张清华,卜一之,李乔. 大跨度斜拉桥施工控制的研究进展[A]. 中国土木工程学会桥梁及结构工程分会.第二十届全国桥梁学术会议论文集（上册）[C].中国土木工程学会桥梁及结构工程分会:,2012:9.

篇(6)

关键词：大跨度连续梁；贝雷钢管；支架现浇

中图分类号：TU74文献标识码： A

前言

预应力混凝土连续梁的施工方法一般可以分为以下几种，包括支架现浇、悬臂浇筑、悬臂拼装等方法。悬臂浇筑的方法在大跨度连续梁、以及跨越的江河湖海等都具有很大的应用空间。支架法现浇施工主要包括满堂支架和贝雷梁钢管柱式支架。对于地势较为陡峭，且墩身较高的现浇预应力混凝土箱梁来说，采用满堂支架施工的处理较为困难，而且降低了其施工的安全性，在施工中的材料和人员投入较大，尤其是在地面交通繁琐的地方，不能满足其地面的通行要求。

1.地基处理和支架设计

1.1、地基处理

在桥梁桩基、墩柱和承台施工之后，在进行地基的处理工作，其中主要包括：

（1）清楚地面因为冲击而造成的废弃的泥浆和废渣等。高度匝道两侧疏通的排水沟，水沟边距的支架基础不得少于2厘米，严禁地表水浸泡地基土的现场。

（2）在进行回填承台土的时候，超过承台尺寸范围之外的条形基础用路基进行填筑的时候，采用V组填料按照路基填筑的方式进行填筑夯实。必须要严格按照和控制回填土的含水量。在含水量丰富的地方必须要进行分层夯实。

1.2、支架设计

连续采用贝雷梁钢管支架在进行现浇法进行一次性浇筑的时候，施工过程中为了保证支架的刚度和强度，在进行施工之前必须要严格的按照对支架的刚度、强度和稳定性进行检测。条形基础和承台通过预埋钢板和钢管柱连接作为支撑，钢管柱顶端设置横向双拼工资钢作为枕梁，枕梁上部拼装纵向贝雷梁。雷梁钢管柱支架的断面图如下图所示。

图：贝雷梁钢管柱支架横断面（中跨）（单位：厘米）

对于跨高速支架安全防护所采取的的跨高速匝道上空贝雷梁上满铺防护竹胶板，同时在进行对支架两侧的密目网进行全封闭防护的，这样就可以有效的保证高速匝道行车的安全可靠。贝雷梁钢管柱支架纵断面如下图所示。

图：贝雷梁钢管柱支架纵断面（单位：厘米）

1.3支架预算

在进行对支架验算的时候，采取的是ABAQUS有限元软件进行分段建立模型，通过模型的建立和分析，分别对桩基础、钢管柱、贝雷梁等结构进行结构的验算，只有检测的的结构符合上部现浇梁受力结构的要求，这样才能够进行使用。通过运用现代的数据软件进行分析，可以有效很好的指导现浇支架搭设施工的安全系数。

1.4支架预压

对于支架的预压是在整个支架进行使用之前最重要的环节，是模拟施工过程的逐渐家在的程序。在进行支架预压的首饰盒，采取堆码土袋进行预压，按照不同的现浇阶段接近荷载的方式。预压在敷设完箱梁底模后，对支架、模板进行预压，预压采取砂卵石土装堆载预压。

在现场施工的过程中，在进行支架使用前预压的目的是：（1）模拟施工过程，检验支架的刚度、强度和稳定性。（2）消除地基的沉降，消除支架的变形。通过支架的沉降，观测出支架的弹性变形，有利于后期对模板标高的调整。

2.球形支座与模板安装

2.1、球形支座安装

在进行支座安装之前，都需要检查支座连接的状况，不得任意松动上、下座板连接螺栓。支座安装见图下图。

图：支座安装示意

（1）将支座吊至墩顶，找平支座，并将支座底面调整到设计标高，在支座底面与支承垫石之间留有大概25厘米左右的空隙，安装灌浆用木板，如见下图。

图：安装灌浆用木板

（2）在进行灌浆的时候，应该采取重力式灌浆方式。在仔细检查支座中心位置和标高后，用无收缩高强度灌筑材料灌浆。灌浆方式如下图所示。

图：支座灌浆方式

灌浆前，应初步大概的计算出所需的浆体体积，灌筑实用浆体数量和计算值产生的误差不适合太大，坚决杜绝中间缺浆的现象。灌浆材料凝结之后，拆除模板及四角楔块，检查是否存在浆的现象，对漏浆的地方要进行及时的补浆。此外，还需要对支座情况进行检查，并及时涂装预埋板和锚栓外露表面，避免着几个地方生锈。在安装支座的时候，测量人员必须要对整个全过程有一定的了解，调整支座顶面标高。

（3）支座预偏心设置

考虑到在进行支架安装时候，温度和张拉预应力的影响因素，支座需要设置预偏心，预偏心值应该根据支座的型号和设计图纸来进行确认。利用活塞式千斤顶根据设计要求的偏心方向和偏心值调节设置。

2.2、模板安装

在进行模板安装的时候，其顺序依次为：底模、侧模、内膜及端模。

（1）底模安装

底模安装的时候采用15毫米厚的高强竹胶板。底模板敷设完毕后，进行平面放样，全面测量底板纵横向标高，纵横向间隔5米检测一点，根据测量结果将底模板调整到设计标高。

（2）侧模、内模安装

在内侧模与底板之间用与连续梁高强度的混凝土块支垫竖向钢管架支撑，同时利用箱室预留箱室泄水孔位置设竖向钢管支撑。连续梁模板接缝严密，板面平顺，板与板之间高差控制在2毫米之内，模板与钢筋骨架间用同梁体混凝土强度等级的混凝土垫块支垫，确保保护层厚度符合设计要求。

（3）端模安装

因为端头模板含有钢筋和预应力的管道孔眼，因此对于模板应该采用钢模。孔眼必须要按照钢筋和预应力管道的位置控制其精确度，然后在进行切割。每一个进行预应力孔位都需要编号，方便在下个工序的时候快速准确的定位。纵向的预应力张拉端槽口的尺寸和位置，也是要求必须要准确。当模板安装完成之后，在进行检测标高，确保整个梁线的美观。

3.混凝土浇筑

梁体混凝土浇筑的时候采用的是梁体两端向跨中连续推进的方式，水平分册、两侧对称和连续浇筑的浇筑方式。在进行浇筑的时候，同一个断面应该首先浇筑底板，然后在以此进行腹板、顶板、翼缘板和桥面。

4.预应力张拉

预应力的设计要求应该按照分阶段进行张拉的方式，避免混凝土裂开的问题。混凝土的强度应该按照现场的同期养护的试块的抗压强度为标准。在进行张拉之前都要进行管道摩阻的试验，然后根据实验分析之后所得的摩阻系数值在计算其实际的张拉伸长值。

在进行预应力张拉施工的时候应该注意：由于在进行张拉的时候遇到的梁涉和钢束较多，尤其是在腹板同束钢绞线有三道正弯矩和两道负弯矩，这样就容易造成通常束钢绞线穿束的时候比较困难。在进行浇筑完毕之后，需要在钢束的一端连接一道牵引钢丝绳，用卷扬机作为动力，这样就可以有效的减少和解决钢束穿束困难的问题。对于比较短的钢束浇现来说，为了防止在进行混凝土浇筑的时候漏浆而影响钢绞线的张拉，因此在施工的过程中应该选择后穿的方法。

结束语

在进行贝雷梁钢管支架的组合形式对地基的要求也没有支架现浇那么严重，既能满足在跨高速施工的时候通过畅通和安全性的要求，同时也能施工工期的要求，同时还可以对以后的桥梁施工起到一定的奠定基础。

参考文献

[1]胡亚峰.大跨度连续梁贝雷梁钢管柱式支架现浇施工技术[J].铁道建筑技术,2012,S1：25-30.

[2]伍松柏,陈定生.钢管贝雷片柱式支架在现浇箱梁施工中的应用[J].四川建材,2013,05：147-150.

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[关键词]柱式支架；现浇城市桥梁；跨越施工；安全经济

Abstract:For cast-in-situ large span Bridges across the construction formwork supporting system must be safe, reliable, economic and feasible requirements, by using structural mechanics analysis and stiffness and stability checking method, select template support system structure and technical parameters, and combined with the engineering practice, summed up the steel tube berea Liang Zhushi scaffold design, construction control points. Construction results, supporting system security firm, has provided the safeguard for the smooth construction of the bridge. In this paper can provide reference for similar bridge construction.

Keywords: pillar support; cast-in-place bridge city; across the construction; safe and economic

中图分类号：U445

1、 引言

预应力混凝土连续箱梁桥具有结构刚度大、桥面变形小、变形曲线平顺、行车舒适等优点[1]，在城市桥梁中得到了广泛应用。受其结构特点影响，一般采用在模板支撑体系上现浇箱梁。城市桥梁常常跨越市政主（次）干道、房屋、广场等，为保证施工期间桥梁所跨越的市政和民用等设施正常使用，现浇箱梁的模板支撑体系必须采用跨越的结构形式。尤其是大跨度跨越支撑体系，因不注重结构分析或凭经验施工，常导致材料浪费或结构垮塌的事故。因此，有必要事先对跨越支撑体系进行结构力学和稳定性分析，对方案进行比选优化，以确保施工安全、经济，进而更好地指导施工。

2、 模板支撑体系的设计方法

2.1 根据工程所在地的气象水文、地形地貌、地质构造等情况，初步拟定模板支撑体系的结构形式。

2．2 根据现行的相关规范要求，进行箱梁实际施工荷载组合，从上向下，对模板支撑体系的各部位（件）进行结构计算、分析，进而优化模板支撑体系的结构形式，确定相关技术参数，选取各部位（件）的材料及规格型号。力求结构简单，确保施工安全，且经济适用。

3、工程实例

3.1 工程概况

乌江五桥引桥连接摩围山隧道出口及乌江五桥，全桥长206m，梁高2.0m。上部采用（3×32）＋（3×36）m预应力混凝土连续箱梁，箱梁为变宽曲线梁，现浇施工（第一联为分离式桥梁，半幅宽11.5m，单箱双室；第二联为整体式桥梁，全幅宽21m，单箱四室）。桥墩采用柱式墩，桩基础，2、5号墩采用墩梁固结，3号墩为分联墩。0号桥台采用轻型桥台、桩基础。桥末端接乌江五桥，桥墩为乌江五桥边墩。

本桥上跨下坝街、滨江路、检察院，桥梁梁体侵入乌江明珠大酒店，桥墩分别位于乌江明珠小区内、检察院地下车库通道旁、乌江明珠大酒店地下车库通道旁、检察院食堂入口等处，与在建的交旅依城高层住宅紧邻。

3.2 跨越支撑体系结构计算

现以最大跨度的第四跨跨越支撑为例计算（本跨越跨径27m）。采用φ529*8mm钢管柱、贝雷梁搭设而成。

3.2.1 纵梁

经荷载组合分析计算知，箱梁标准段传递于单层贝雷梁上的总荷载为544kN/m，箱梁变截面段传递于单层贝雷梁上的总荷载为640 kN/m。按简支梁计算结果如图1~图3。

图1纵梁荷载及支座反力（kN/m；kN） 图2弯矩（kN·m）

图3剪力（kN）

加强型单排单层贝雷梁参数[2]：

容许弯矩：Mmax=1687.5KN·m，容许剪力：Q=245.2KN。

根据容许弯矩计算需要贝雷梁榀数为：49582.08/1687.5*γ0＝35.28

根据容许剪力计算需要贝雷梁榀数为：7616/245.2*γ0=37.27

（γ0[3]――结构重要性系数，取1.2）

二者取最大值37.27，取整为38榀。

采用结构力学求解器分析和手工计算复核，贝雷梁纵梁的挠度：

fmax=-1.67mm≤[f]= l/400=27000/400=67.5mm，满足要求。

贝雷梁自身错孔下挠度[4]：fmax=d（n2-1）/8=0.3556*（92-1）/8=3.6cm（d=0.3556cm）。本挠度通过预压消除。

3.2.2主横梁

荷载组合计算结果见图4~图6。

图4荷载组合及支座反力（kN）

图5主横梁弯矩图（kN·m）

图6主横梁剪力图（kN）

主横梁采用I45a工字钢，I=32241 cm4,W=1432.9cm3，S=836.4cm3， t=18mm。则一根主横梁所需I45工字钢根数n>3761/1432.9＝2.62，取整数3根。再用剪应力验算得：

τ===44.673Mpa

采用结构力学求解器分析和手工计算复核，主横梁的最大挠度在第一跨（悬挑端），最大值为：fmax=-0.74mm< [f]= l/400=2500/400=6.25mm，满足要求。

3.2.3 钢管立柱

根据试算，确定立柱用6根Φ530*8mm的螺旋钢管形成桁架式钢管柱。钢管柱最大高度10.5m，钢管柱与承台刚结，在地面上4.5m处设置第1道I25水平横联，之后每上4.5m设置1道I25水平横联，横联和钢管的节点之间用I25斜撑连接。

钢管柱计算高度为4.5m，验算结果为：

I＝3.14*(0.534-0.5144)/64= 4.47*10-4m4

E=2.1*105MPa，自重3.14*（0.2652-0.2572）*7850*10＝1.029342kN/m

面积A＝3.14*（0.2652-0.2572）＝0.01311264m2，最大荷载组合N= 1860.8kN，则：

，满足要求。

钢管柱4.5m稳定性验算

；u=2，，φ=0.855

σ=N/φA=1860.8/0.01311264/0.855/1000=166MPa

稳定性满足要求。

3.2.4承台、桩基[5]

本桥址区地层由上至下为人工杂填土、冲洪积粉质粘土、砂卵石层、泥岩，其中前三类土层共厚约28m，且地下水丰富。采用轻型触探试验，地表土层的承载力小于0.1Mpa,不能直接作为钢管柱承台的地基。为安全计，钢管柱的基础采用桩基础上设钢筋混凝土承台。

承台的结构尺寸及配筋采用三桩承台梁设计验算，桩基采用圆形端承桩设计验算其直径和配筋。

3.3 跨越支撑体系施工

3.3.1 施工前需进行安全技术交底，让操作工人和现场管理员清楚施工流程和工艺，熟悉重点控制环节，清楚质量控制要求。各分项工作施工后，验收合格方可进行下道工序施工。

3.3.2 主横梁要安装平稳，牢固，避免不均衡受力。

3.3.3 受桥梁两侧的楼房和吊车起吊能力限制，本跨越的贝雷梁有一半需要在主横梁上水平横移。采用2个5t葫芦在两根主横梁上横移，横移时，由1人统一指挥，两端必须同步，并设好防倾倒、防滑脱装置。

3.3.4 由于贝雷梁较长，侧向刚度差，安装时容易产生弯曲现象，在联为整体前，必须校直，以确保贝雷梁的受力性能。

3.4 预压

支架预压主要是验证承载能力，同时收集支架的变形数据，削除支架的非弹性变形，为准确设置和调整预拱度提供依据。

支架预压荷载为施工总荷载的120%，加载过程分为3级进行，依次施加的荷载必须为单元内预压总荷载值的60%、80%、100%。

纵向加载时，必须从跨中开始向支点处对称地进行布载；横向加载时，必须从结构中心线向两侧对称地进行布载。

每级加载完成后，必须每间隔12h对支架沉降量进行监测；当支架测点连续2次沉降差平均值均小于2mm时，方可继续加载[6]。

支架预压满足《钢管满堂支架预压技术规程》(JGJ/T194-2009)第8.2.2条规定后可一次性卸载，支架两侧必须对称、均衡、同步卸载。

支架预压必须观测，并计算分析：前后两次观测的沉降差、支架弹性变形量及支架非弹性变形量。

3.5 安全保障措施

为防止坠物，在贝雷梁底部铺双层竹挑板，在侧面张挂安全网。钢管柱及承台设置交通警示灯，警示灯夜间长明。在离支架100m处设置施工警示牌和限速标志。对跨越公路的支架设限高标志和限高架，设反光水马和高度不小于1.5m的混凝土防撞岛防止汽车撞击支架。安拆均要专人指挥，跨公路的临时封闭对应的车道。

4 结论

通过乌江五桥引桥的施工实践，可以得出：现浇桥梁大跨度跨越支撑体系施工，方案设计时，要正确进行荷载分析、组合计算，对支撑体系进行全面的结构力学分析，对每个部位进行刚度和稳定性验算；施工时，要严格按设计方案组织实施，按技术规范和安全规范要求施工；才能真正做到施工方案设计科学合理、经济可行，同时施工安全才能得到保障。

本桥的钢管柱贝雷梁形成的大跨度现浇箱梁支撑系统安全稳固，且节约材料，为桥梁的顺利施工提供了保障，希望能为类似桥梁施工提供参考。

[参考文献]

[1]王景全，陈志涛 《基于正装分析计算法的预应力混凝土连续箱梁桥悬臂浇筑施工线形控制》[OL].[2011－02－24，中国科技论文在线]；

[2] 《装配式公路钢桥多用途使用手册》 工程科研设计所，黄绍金， 刘陌生

[3] 《建筑结构可靠度设计统一标准》（ GB 50068-2001）；

[4] 《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2010）；

[5] 《钢管满堂支架预压技术规程》(JGJ/T194-2009)。

[作者简介]

杨万生：男，道路与桥梁工程师，学历：本科，重庆巨能建设（集团）路桥工程有限公司

曾超：男，道路与桥梁助理工程师，学历：专科，重庆巨能建设（集团）路桥工程有限公司