0 引言

大跨度斜拉桥凭借跨越能力强、结构轻盈等优势，成为跨越江河、峡谷的核心交通工程形式。其施工过程复杂且周期长，受材料收缩徐变、温度变化、施工荷载等多重因素影响，主梁线形易出现挠度偏差、塔柱易发生偏移，同时结构内力分布易失衡，若控制不当，将导致成桥形态偏离设计要求，甚至引发安全隐患。因此，开展施工阶段几何控制与内力优化研究至关重要。通过揭示几何变形演化规律、构建精准控制模型，结合施工工序优化内力分布、建立多工况协同机制，可有效规避施工风险，确保桥梁几何形态精准、内力状态安全，为大跨度斜拉桥高效建造与长期安全服役提供关键技术保障。 

1 大跨度斜拉桥施工阶段的几何控制理论与方法

1.1 施工阶段几何变形的演化规律

大跨度斜拉桥施工阶段的几何变形呈现动态且关联的演化特征，需结合施工工序与结构特性系统分析。主梁施工从悬臂浇筑或拼装开始，随节段延伸，受自重、预应力张拉、材料收缩徐变等影响，挠度逐渐累积，且相邻节段变形存在相互关联，后浇筑节段会对已施工节段产生附加变形。塔柱在施工过程中，受斜拉索索力变化、水平风荷载及施工荷载作用，易出现顺桥向与横桥向偏移，且偏移量随施工进程逐步变化。同时，斜拉索索力的调整会直接影响主梁与塔柱的变形状态，三者形成“索-梁-塔”协同变形体系，需精准掌握各施工阶段变形的幅值、速率及相互影响规律，为几何控制提供基础依据。

1.2 几何控制的关键指标与监测体系

大跨度斜拉桥施工几何控制需明确核心指标并建立完善监测体系。关键指标涵盖线形精度、高程偏差、空间位置及变形速率：线形精度关注主梁轴线偏位与竖曲线平顺性，要求主梁轴线偏差控制在毫米级，竖曲线与设计值的吻合度需满足规范要求；高程偏差重点监测主梁各节段顶面高程与塔柱顶高程，避免因高程偏差导致成桥线形超标；空间位置指标包括塔柱的平面位置、倾斜度及斜拉索的空间角度，确保结构整体空间姿态符合设计；变形速率指标则通过跟踪变形随时间的变化趋势，预判变形发展方向。监测体系采用高精度测量设备，结合自动化监测技术，对主梁、塔柱、斜拉索关键部位进行实时数据采集，形成全天候、全覆盖的监测网络，为控制决策提供准确数据支撑^[1]。

1.3 几何控制的预测与调整模型

几何控制的预测与调整模型是实现施工精准控制的核心工具，需融合数据处理与动态校正逻辑。预测模型基于历史监测数据与施工参数，通过建立数学模型（如回归分析、有限元模拟），提前预测下一施工阶段的几何变形值，包括主梁挠度、塔柱偏移量及斜拉索索力变化，为施工方案制定提供预判依据。调整模型则针对预测值与设计值的偏差，结合参数识别技术，分析偏差成因（如材料参数误差、施工荷载偏差），并构建误差校正算法。当施工监测数据实时反馈主梁挠度、塔柱偏移等实际变形超出设计允许范围时，需结合参数识别模型分析变形成因，通过分级调整对应区域斜拉索索力、精准优化预应力张拉数值或动态修正后续施工节段的浇筑参数与安装位置等方式，对桥梁几何形态进行及时动态校正，确保每一道施工工序的几何状态均稳步向设计目标靠拢，最终实现大跨度斜拉桥成桥几何形态的高精度精准控制。

2 大跨度斜拉桥施工阶段的内力优化策略

2.1 施工阶段内力分布特性与优化目标

大跨度斜拉桥施工阶段的内力分布具有显著的动态变化特性，受施工工序推进、荷载逐步施加及材料力学性能演变影响，主梁、塔柱及斜拉索的内力呈现阶段性差异——如主梁悬臂浇筑时，根部易产生较大负弯矩，斜拉索索力随梁段增加不断调整，塔柱则因索力不平衡出现水平推力。基于此，内力优化需明确两大核心目标：一是保障受力安全性，通过优化使各构件内力控制在设计允许范围内，避免局部应力集中引发开裂、变形等病害；二是实现内力均匀性，通过调整索力、优化施工荷载分布，减少结构不同部位的内力差值，使整体受力更契合设计预期，为成桥后结构长期稳定服役奠定基础^[2]。

2.2 基于施工工序的内力优化方法

基于施工工序的内力优化需紧密结合斜拉桥“逐段施工、逐步成形”的特点，形成针对性方法体系。在索力调整方面，采用“正装计算-实时监测-动态调整”模式，根据每段主梁浇筑后的实测索力与内力数据，对比设计值计算偏差，通过分级张拉或放松斜拉索，将主梁弯矩、塔柱偏移控制在最优区间，确保后续施工工序的内力状态稳定。在主梁浇筑顺序优化上，针对大跨度斜拉桥悬臂施工特点，通过模拟不同浇筑顺序下的内力分布，优先选择使主梁应力峰值最小、塔柱受力最均衡的方案，如对称浇筑减少塔柱单侧受力、合理安排边跨与中跨浇筑节奏平衡结构整体内力，同时配合临时支撑设置，进一步优化施工过程中的内力传递路径，提升结构受力安全性^[3]。

2.3 多工况下内力优化的协同机制

大跨度斜拉桥施工需面临荷载、环境等多工况耦合影响，内力优化需建立多维度协同机制。在荷载耦合工况下，综合考虑施工机械荷载、二期恒载与临时荷载的叠加效应，通过数值模拟分析不同荷载组合对内力的影响权重，优先优化对结构内力敏感的荷载参数，如调整施工机械布置位置、控制单次浇筑梁段重量，避免荷载集中导致内力超限。在环境因素适配方面，针对温度变化、风力荷载等动态影响，建立“环境监测-内力响应分析-实时优化”的协同流程：通过现场传感器实时采集温度场、风速数据，结合结构力学模型计算内力变化趋势，及时调整索力或施工节奏——如高温时段适当减缓浇筑速度、强风天气优化临时固定措施，实现多工况下内力优化与施工实际的动态适配，保障结构施工全过程的内力稳定。

3 结语

围绕大跨度斜拉桥施工阶段的几何控制与内力优化，研究揭示了施工过程中几何变形的演化规律，明确了线形精度、高程偏差等核心控制指标，构建了包含参数识别与动态校正的几何控制模型；同时剖析了施工阶段内力分布特性，提出基于索力调整、浇筑顺序优化的工序适配方法，建立了多工况下荷载耦合与环境适配的内力协同优化机制，形成了系统的技术研究体系。随着桥梁工程向更大跨度、更复杂工况发展，几何控制与内力优化将更依赖智能化监测与数字化模拟技术。本研究成果可为大跨度斜拉桥施工精准管控提供技术支撑，保障成桥质量与安全；后续可进一步深化多因素耦合下的动态优化算法，推动相关技术向更高效、精准的方向发展。

参考文献

[1]林志野.大跨度空间钢结构滑移法施工全过程力学行为研究[D].沈阳建筑大学,2011.

[2]张泳.支架现浇斜拉桥施工监控技术研究[D].长安大学,2005.

[3]韩则隆.大跨度钢箱梁斜拉桥索力优化设计研究[D].东北大学,2015.