【摘要】大跨度连续梁桥悬臂梁施工工序多，结

构体系转换过程复杂，风险高，周期长，施工过程监

控显得尤为重要。研究大跨径连续梁桥悬臂浇筑的施

工控制和相关参数对于主梁线形的影响，可在理论上

控制构件的安全状态。本文依托于实际工程，详细研

究了连续梁桥悬臂浇筑的施工监控和相关参数敏感性

对于主梁线形的影响，发现混凝土容重和箱梁顶底板

温差变化对于主梁线形影响较大，研究结论可为未来

桥梁施工积累一线经验。

【关键词】连续梁桥 悬臂浇筑 施工监控 参数

敏感性分析

doi:10.12159/j.issn.2095-6630.2021.27.0052

0 引言

桥梁作为一个系统工程，设计概况只是其立项目

标，自开工至竣工项目实施阶段，将受到大量不确定

因素的影响，如计算模型、材料性能、施工精度、荷

载情况等因素，因此对于大跨径桥梁的施工过程进行

监控，进行必要的分析和控制成为提高施工精度的主

要途径。对于悬臂连续梁桥的施工控制，多依据传统

经验进行，缺乏必要的系统的控制理论和方法。本文

依托于实际工程，对于连续梁桥悬臂浇筑过程的施工

控制进行了分析，得出四阶段控制方法，通过混凝土

容重变化、箱梁顶底板温差、主墩基础沉降三个方面

分析了设计参数变化对于主梁线形的影响，发现混凝

土容重和箱梁顶底板温差对于主梁影响较大。本文系

统研究了连续梁桥悬臂浇筑的施工监控过程和参数敏

感性分析，对于未来类似工程可资借鉴。

1 工程背景

1.1 工程概况

鸳龙山特大桥位于武汉市军纱大道（官莲湖东路－

通顺河南），主桥跨径布置为（65.0+108.0+65.0）m，上

部结构为预应力变截面连续箱梁，桥面宽为 33.0m，

分左右幅设计。箱梁顶板横向宽 16.47m，悬臂长

3.25m，悬臂端部厚 22.0cm，根部厚 60.0cm。箱梁根

部高 6.5m，跨中高 2.6m，顶板厚 28cm，底板厚从跨

中至根部由 32.0cm 渐变为 80.0cm，箱梁高度和底板

厚度按 1.8 次抛物线变化。

1.2 计算模型

本项目计算分析软件采用 MIDAS/Civil 建立有限

元分析模型，将工程的箱梁散成杆件单元，利用三维

模拟进行计算分析。计算参数包括主梁弹性模量、梁

体自重、外荷载重量及位置、温度、风荷载、梁长、

混凝土收缩徐变影响等，主要在结构施工前做一些辅

助性试验和测试进行参数采集。结构的自重由程序自

动计入，其他荷载经计算代入，考虑施工时间效应。

2 连续梁桥悬臂浇筑过程控制分析

2.1 悬臂浇筑阶段分析

通过每个梁段的立模标高进行控制分析，首先

对于连续梁桥的悬臂浇筑和合龙全过程进行有限元分

析，确定主桥结构的施工预拱度，从而得到每个施工

阶段的立模标高，根据施工过程中的线形控制，使得

桥梁在成桥后施加二期恒载的情况下桥梁线形达到设

计成桥线形，关于单个梁段的立模标高设置方法如下

式所示：

H Hfff 施 = +++ 0 sgw

上式中， H施 为立模标高； H0为设计标高； s

f 为

理论预拱度； g

f 为挂篮变形反拱； w

f 为误差调整值。

2.2 四阶段控制方法分析

每一个梁段的悬臂浇筑过程，混凝土浇筑前、浇

筑后、预应力张拉前和预应力张拉后作为主要控制阶

段，对各阶段的梁段高程进行误差分析和参数识别分

析，进而实现连续梁桥悬臂浇筑施工模型的修正，为

后续施工提供技术依据。以此调整下一节段立模标

高，使得施工线形接近于设计线形，关于单个循环阶

段的控制方法如下所示：

（1）立模阶段，调整模板立模标高；

（2）混凝土浇筑前：钢筋绑扎完毕，立模标高调

整完毕；

（3）预应力张拉前：为混凝土浇筑养生完毕，模

板拆除后，在预应力张拉之前；

（4）预应力张拉后，指本阶段的预应力张拉完

成，在挂篮移动之前。

关于四阶段控制方法具体如图 2-1 所示。

（a）立模 （b）混凝土浇筑

（c）预应力张拉前 （d）预应力张拉后

图 2-1 四阶段施工线性控制示意图

·106·  2021 年 9 月下 工程技术 建筑工程技术与设计

2.3 施工监控全过程分析

为了保证施工过程的安全，对于连续梁桥的施工

全过程进行模拟分析，得到主梁应力结果如所示：

（a）主梁上缘 （b）主梁下缘

图 2-2 主梁最大应力包络图（单位：MPa）

根据图 2-2 可知，在连续梁桥整个悬臂浇筑过程

中，主梁上缘最大压应力为 9.28MPa，最大拉应力为

0.12MPa；下缘最大压应力为 10.90MPa。最大拉应力

为 0.82MPa，应力状况满足规范要求和施工安全要求。

3 施工监控参数识别

3.1 引起结构状态偏差的设计参数

根据计算分析可知，对于连续梁桥悬臂浇筑阶段

线形产生影响的参数如下：

（1）结构几何形态参数；

（2）截面特征参数；

（3）时间依存参数：主要有温度、混凝土龄期和

收缩徐变等随时间持续而发生变化的设计参数；

（4）荷载参数：包括预应力损失等相关参数；

（5）材料特性参数。

3.2 设计参数敏感性分析

对于上述参数，在连续梁桥的悬臂浇筑施工监控

过程中，并非每一个影响参数均同时出现，且不同参

数对于桥梁状态的影响程度也不尽相同，因此需要对

于参数的影响程度进行分析，对于参数进行敏感性分

析，确定主要参数和次要参数。采用有限元对于参数

进行敏感性分析的主要方法如下：

（1）变化幅度：变化幅度控制在 10% 左右；

（2）控制目标：如节点挠度，截面应力；

（3）判断标准：不同参数在一定变化幅度范围

内，控制目标值误差大仙确定主要参数和次要参数。

4. 施工参数敏感性分析

本文关于连续梁桥悬臂浇筑的参数敏感性分析，

主要针对混凝土容重、温度变化、预应力参数变化和

主墩沉降变化进行参数敏感性分析，以设计基准参数

为基准模型，通过对比跨中阶段的标高变化，对于施

工控制提供建议。

4.1 混凝土容重

对于混凝土容重的变化，按照 ±5%、±10% 的

变化幅度，对于主梁线形影响如表 1 所示。

表 4-1 混凝土容重变化对主梁线形影响分析表

容重变化幅度 /% -10 -5 0 5 10

△ h/mm 17.0 9.0 0 -9.0 -18.0

△ h 变化率 1.7 1.8 0 1.8 1.8

从表 4-1 可知，混凝土容重变化对于主梁线形

影响显著，容重每变化 5%，相应的跨中节点标高变

化 5.0mm，其中中跨最大节点边公安变化为 18.0mm，

因此可认为容重为影响桥梁线形的主要参数。

4.2 温度变化

对于箱梁顶板和底板温差的变化幅度分别选择为

±5℃、±10℃，对于连续梁桥的标高影响如表 4-2

所示。

表 4-2 箱梁顶板底板温差变化对主梁线形影响分析表

温差变化幅度 /℃ -10 -5 0 5 10

△ h/mm 45.0 24.0 0 -23.0 -44.0

△ h 变化率 4.5 4.8 0 -4.6 -4.4

根据表 2 可知，顶板与底板温差每升高 1℃，则

最大悬臂端下挠 4.6mm；顶板与底板温差每降低

1℃，则跨中阶段上挠 4.8mm，因此可判断为箱梁顶

底板温差为连续梁桥施工控制的主要参数。

4.3 主墩基础沉降

对于箱梁主墩沉降变化幅度选择为 -10.0mm、

-20.0mm、-30.0mm，对于连续梁桥的标高影响如表

4-3 所示。

表 4-3 主墩沉降对主梁线形影响分析表

主墩沉降幅度 /mm -20 -10 0 10 20

△ h/mm -31.0 -16.0 0 16.0 30.0

△ h 变化率 1.55 1.6 0.0 1.6 1.5

根据主墩沉降对于主梁线形影响分析显示，主墩

沉降对于主梁线形的变化率为 1.5~1.6 之间，为影响

连续梁桥线形的主要参数。

5 结论

针对连续梁桥悬臂浇筑施工，本文对于施工监

控和影响因素的敏感性进行了分析，主要得出以下

结论：

（1）大跨径连续梁桥悬臂浇筑施工过程，立模标

高主要影响成桥线形，而应力控制主要影响施工安

全，文章选择立模标高作为控制手段研究悬臂浇筑

施工；

（2）通过参数敏感性分析发现，混凝土容重和顶

底板温差对于主梁的线形影响较为显著，因此在施工

过程中应严格控制混凝土容重和顶底板温差；避免太

阳直射下浇筑混凝土。

参考文献：

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