总427期2017年第13期（5月 上）大跨度拱桥的结构型式及施工控制倪辉联（贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳 550001）摘要：跨度的提升是现代桥梁的一个重要发展趋势，同时也是施工技术实现突破发展的外在表现。为了确保大跨度拱桥的施工质量，就必须要加强施工控制力度。从大跨度拱桥的结构型式入手，就其施工控制对策进行了重点探讨，包括开环控制、反馈控制、自适应控制、综合控制的控制方法以及钢管混凝土拱桥施工控制要点和钢桁架施工控制要点，以期为新环境下大跨度拱桥施工提供参考。关键词：大跨度拱桥；结构型式；施工控制中图分类号：U441 文献标识码：B0 引言近年快速发展的交通运输业极大地带动了我国桥梁工程建设的发展，大跨度拱桥以及跨江越海的大跨度桥梁工程不断增多，对其施工技术提出了越来越高的要求。为了满足新时期大跨度拱桥建设需求，就必须要加强施工控制力度，避免因不当施工引发施工质量和安全问题。同时也可以根据不同部位的受力情况来合理选择构件截面和钢材所用的材质，经济性良好。另外，该种结构型式的拱桥中所用的单根杆件就可以作为其施工过程中的施工安装作业单元，不需要借助大型起吊设备即可完成施工作业，施工非常便捷。2 大跨度拱桥施工控制方法2.1 开环控制开环控制实际上是一种单向控制方式，不需要根据拱桥结构情况来改变拱桥施工中的内力和预拱度，所以该种控制方法主要适用于对精度要求比较高的各种拱桥结构的生产制造及安装作业中，施工便捷，可操作性强，所以当前我国大多数中小型的大跨度拱桥都采用该种施工控制方法。2.2 反馈控制针对某些结构型式比较复杂的大跨度拱桥而言，实际的计算状态和施工状态二者之间存在比较大的差异，且随着拱桥结构跨度的增加，相应的结构复杂度也逐渐增加，此时如果继续忽视各个施工阶段所存在的施工误差，那么最终所累积的施工误差可能对拱桥结构施工产生重要影响，致使大跨度拱桥结构的线形与内力过多地偏离预先设定的状态。因此，在各个大跨度拱桥建设的过程中，需要及时修改和更正各施工环节存在的误差，具体就是根据实际的误差情况来进行合理计算和分析，确保所制定控制量大小及纠正措施可以满足误差修正需求，这实际上就是闭环反馈控制的具体实施控制要点。2.3 自适应控制针对某些已经调整过以前累积误差的大跨度拱桥施工而言，由于实际桥梁计算模型当中存在着比较严重的参数差距，所以后续的拱桥施工过程中可能依旧存在新的误差，此时必须要进行新一轮的状态及误差调整，以1 大跨度拱桥的结构型式1.1 钢管混凝土结构随着我国桥梁工程跨度的持续增加，传统的钢筋混凝土型式和双曲圬工型式拱桥逐渐无法满足桥梁施工需求，取而代之的是钢管混凝土结构型式的拱桥结构。相较于传统拱桥结构，钢管混凝土型式的拱桥具有更高的承载力，其主要是在薄壁钢管内部填入混凝土而形成的一种组合型式的拱桥结构，具体的应用原理主要为借助薄壁钢管对核心混凝土的套箍约束作用而使钢管内部的核心混凝土处于三向受压状态，这样可以大大增强核心混凝土的抗压强度与塑性变形能力。另外，通过在拱桥施工中应用钢管混凝土结构，可以解决传统拱桥材料存在的高强化问题以及拱圈施工存在的轻型化问题，从而可以更好地满足新时期大跨度拱桥结构的建设需求。1.2 钢桁架结构钢桁架桥拱桥结构也是当前我国大跨度拱桥工程建设中常用的一种结构型式，其已经广泛应用在我国当前的大跨度桥梁、体育馆、展览馆以及厂房等公共建筑中。钢桁架结构的特点在于各个钢桁架结构杆件主要承受单向拉应力或者拉应力，此时如果可以合理布置腹杆或者上下弦杆，那么可以更好地平衡大跨度拱桥结构内部的剪力和弯矩分布，可以显著增强竖向刚度；杆件通常以轴向力为主，此时可以充分发挥材料的力学性能，收稿日期：2016-10-28作者简介：倪辉联（1983—），男，工程师，主要从事项目工程技术、质量管理工作，公路路基及桥梁、隧道施工。118
交通世界TRANSPOWORLD便可以确保各个施工环节拱桥施工的顺利开展。因此，此时必须要结合实际的情况来合理选用一些自适应的施工控制方法。2.4 综合控制除了上述三种施工控制法之外，专家系统控制、模糊控制以及最优控制等施工控制法也是常见的大跨度拱桥施工控制方法。考虑到大跨度拱桥结构型式、施工内容及特点的差异性，所应用的施工控制法也有所不同。因此，在实际的大跨度拱桥施工的过程中，通常需要综合考虑和采用多种桥梁施工控制方法，具体就是根据计算模型的参数来识别和预测各个施工阶段的控制情况，然后结合实际的大跨度拱桥施工情况和设计施工规范来确定大跨度拱桥施工的最大容许误差。时需要做好浇筑完毕后的保养施工，且需要在制作完毕后进行质量验收，确保磨盖制作的质量。其三，转体合龙施工。通过借助张拉拉杆来将上盘、背墙和钢管混凝土劲性骨架连接成一个完整的转动体系，且要将保险墩和转动体系重心分别搁置在下盘钢板环道和磨心上，同时可以借助普通千斤顶来在转动体系脱架后驱动其转体合龙。其四，要确保主拱肋和拱上建筑制作的质量，这需要严格按照规定的要求来进行合理控制，避免因不当操作而影响施工质量。3.2 钢桁架施工控制要点结合大跨度钢桁架的施工环节及方法，相应的施工控制要点主要包括如下几个方面：①要确保各个钢桁架杆件加工制作的精度，确保现场安装中各个孔位定位与安装的质量；②考虑到刚桁架桥梁的主结构需要涉及到大量钢梁、杆件，且各种构件的运输与安装作业方式会对施工进度产生重要影响；③考虑到链接钢构件通常为高强螺栓，会因季节温差而出现比较大的变化，此时必须要确保高强螺栓连接副质量、摩擦面处理质量以及旋拧施工质量来确保钢构件连接的耐久性与质量。3 大跨度拱桥施工控制要点3.1 钢管混凝土拱桥施工控制要点结合大跨度钢管混凝土的施工环节及方法，相应的施工控制要点主要包括如下几个方面：（1）缆索吊装施工控制要点，具体主要包括：其一，要加强挠度控制，要实时进行挠度监控，确保拱桥可以顺利实现合龙；其二，要加强应力控制，要通过对各个断面的应力进行跟踪控制来了解其实际的受力情况，确保其可以处于允许范围；其三，要加强稳定控制，具体就是在施工中通过稳定性分析和计算来对拱桥结构所受的应力及变形情况进行严格控制，确保各阶段桥梁构件局部稳定和整体稳定。其四，要加强索力控制。在吊装拱桥各节段的时候，扣索索力大小会对钢管拱肋段扣点布置和质量、节段标高控制质量以及扣索倾角等产生重要影响，所以在实际的施工中要通过采用力矩平衡法和有限元—零位移法来加强施工质量控制。（2）要加强转体施工控制，具体对策为：其一，磨心制作。要确保磨心磨盖制作的质量，其会对转体施工产生重要影响，具体需要借助高强度混凝土在桩基承台上进行浇筑球缺来形成磨心，且要确保表面的光滑；其二，确保磨盖制作质量。在已经制作完毕的磨心球铰面上铺设3～5层塑料薄膜，采用模浇筑法来浇筑铰盖，同4 结语总之，钢管混凝土结构和钢桁架结构是新时期大跨度拱桥建设中的常用两种结构型式，其既可以满足大跨度拱桥施工需求，同时施工便捷、成本较低。但是为了确保各种类型拱桥结构施工的质量，必须要结合拱桥结构类型及施工情况来合理确定施工方案，避免出现质量隐患和安全隐患。参考文献：[1] 韩营. 大跨度拱桥的结构型式及施工控制要点[J]. 科学之友，2015，17（1）：-90.[2] 杨辉. 大跨度拱桥的施工控制[J]. 交通世界，2015，15（23）：165-166.[3] 牟宏杰，朱福典. 大跨度拱桥施工控制探究[J]. 公路交通科技，2014，23（1）：230-231.（编辑：姬瓅瓅）（上接第113页）到最大限度的发挥，能够起到最好的作用。现场制取抗压试件40组左右，标准养护约为28d，平均强度和韧性应该在43.5Mpa左右，现场抗渗试件经检测达到S8级，满足施工，从而得到最好的设计，使大体积混凝土得到最好作用的发挥，从而保证施工的质量。参考文献：[1] 中交第一公路工程局有限公司. 公路桥涵施工技术规范：JTG/T F50-2011[S]. 北京：人民交通出版社，2011.（编辑：刘学文）119
