連續(xù)梁橋的混凝土施工的控制研究

梁建良

【摘要】在橋梁工程中，施工是非常重要的一環(huán)，它決定著工程的質(zhì)量和整個工程的造價。因此，在橋梁施工中，合理地選擇施工方法，正確地組織施工和科學(xué)管理具有十分重要的意義。根據(jù)橋梁的使用條件、施工條件、自然環(huán)境、社會環(huán)境的影響，選擇合理的施工方法將會給橋梁建設(shè)帶來很大的經(jīng)濟效益。本文從施工控制的目的和內(nèi)容講起，分析了施工控制的相關(guān)理論及方式，并提出了工程概況與施工控制分析。

【關(guān)鍵詞】連續(xù)梁 路橋 混凝土 施工

一、施工控制的目的和內(nèi)容

在工程建設(shè)中，橋梁施工的質(zhì)量直接決定著工程的安全性和使用性能，其重要性不言而喻。在實際工作中，橋梁的形式各異，施工方式與相應(yīng)的施工控制內(nèi)容也是千差萬別。雖然具體的施工監(jiān)控方法不盡相同，但是其主要任務(wù)，都是保障橋梁施工的安全性，同時對橋梁結(jié)構(gòu)的線性與內(nèi)力狀態(tài)進(jìn)行控制，確保其完全符合設(shè)計要求。

根據(jù)橋梁成橋后線型的要求，施工控制的內(nèi)容主要包括箱梁控制截面應(yīng)力檢測、各梁段的高程、變形的實時控制等。采用懸臂施工的大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，其施工順序的選擇與成橋后主梁線型、結(jié)構(gòu)內(nèi)力之間存在著密切關(guān)聯(lián)，對墩頂變形以及主梁合龍順序也會產(chǎn)生巨大的影響。在施工過程中，隨著橋梁結(jié)構(gòu)的荷載狀態(tài)、環(huán)境溫濕度的變化，結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力也處于不斷變化的狀態(tài)，所以，必須要對大跨度橋梁的各個施工階段進(jìn)行嚴(yán)密的分析與檢測驗證，并通過針對性的監(jiān)控辦法來控制結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形，以及為施工實踐提供指導(dǎo)，最終實現(xiàn)施工準(zhǔn)確進(jìn)行的工作目標(biāo)。

二、施工控制的相關(guān)理論及方式

連續(xù)橋梁是施工、測量、識別、修正、報告、施工的一個循環(huán)過程，從根本上來講，就是按照理想狀態(tài)使施工操作能夠順利推進(jìn)。不過在實際施工過程中，無論是理論分析所得的理想狀態(tài)，還是施工操作，都難免會存在或多或少的誤差，所以，施工控制的最主要任務(wù)，就是對這些誤差進(jìn)行識別、分析與調(diào)整，從而對結(jié)構(gòu)的未來狀態(tài)作出最為科學(xué)和準(zhǔn)確的預(yù)測。

對于連續(xù)橋梁而言，梁段澆筑結(jié)束后的誤差，除張拉預(yù)備預(yù)應(yīng)力索這部分之外，其余均無修正的余地，只能根據(jù)既有的誤差對未澆筑梁段的立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，因此想要實現(xiàn)施工控制的目標(biāo)，關(guān)鍵就在于盡可能準(zhǔn)確的預(yù)測立模標(biāo)高，也就是以預(yù)測控制為主。無論是那種施工過程，目標(biāo)狀態(tài)都應(yīng)為最終橋梁成型狀態(tài)，并以此為依據(jù)對不同施工塊件的預(yù)拋高值進(jìn)行控制。

1. 材料參數(shù)

材料參數(shù)真實值影響的是主梁撓度以及內(nèi)力，所以在施工過程中，需要對所使用的鋼絞線、混凝土等主要材料的力學(xué)、物理參數(shù)進(jìn)行檢驗，為施工控制提供該數(shù)據(jù)依據(jù)。具體包括混凝土彈性模量、容量、收縮徐變特性參數(shù)以及鋼絞線延伸率、彈性模量、管道模組系數(shù)等。

2.變形標(biāo)高

為了對橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中的標(biāo)高進(jìn)行正確反映，我們將節(jié)段梁底標(biāo)高作為狀態(tài)、控制矢量的檢測值，梁底的引取采用預(yù)埋一根從梁底到頂板的粗鋼筋進(jìn)行，鋼筋安置結(jié)束后，以鋼筋底或頂?shù)臉?biāo)高差作為位移與標(biāo)高的測量結(jié)果。

3.應(yīng)力

對于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁，需要測試的主要是橋墩和箱梁截面的應(yīng)力，若為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁，還要兼顧墩梁臨時固結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力問題。根據(jù)以往的經(jīng)驗，橋墩上的測點應(yīng)布置在墩頂截面、橫系梁以及墩底處，主梁上的測點應(yīng)布置在L/2、L/4以及懸臂根部等關(guān)鍵截面處。

4.溫度場

溫度是影響主梁撓度的關(guān)鍵因素之一，包括日溫、季節(jié)溫度變化兩種類型，其中，日溫的變化非常復(fù)雜，而且會引起主梁頂、底板之間的溫差問題，導(dǎo)致主梁撓曲的產(chǎn)生，使墩身發(fā)生偏移，最終在剛體轉(zhuǎn)動的作用下，讓主梁產(chǎn)生懸臂端的豎向位移。所以，檢測結(jié)構(gòu)的溫度場，也是施工控制的重要內(nèi)容，只有對溫度變化所引起的應(yīng)力、位移改變進(jìn)行充分地了解，才能對結(jié)構(gòu)當(dāng)前荷載作用下的應(yīng)力狀態(tài)與真實位移進(jìn)行了解。具體來說，溫度檢測的內(nèi)容主要包括主墩各側(cè)面溫度、主梁箱內(nèi)外大氣溫度、梁體溫度與溫度梯度。

三、工程概況與施工控制分析

某變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁，左右兩幅，采用懸臂澆筑施工，五跨連續(xù)梁的上部箱梁為單箱單室斷面，梁底采用二次拋物線。箱梁橋面寬度為16.25m，梁底寬度為8m，兩側(cè)懸臂長度相等，均為4.125m中跨的跨中高度為3m，墩頂支點位置的梁高為7.2m，邊跨支點的梁高為3m。下部結(jié)構(gòu)均為柱式墩及墻式墩。

1. 基礎(chǔ)沉降

主要包括施工過程中基礎(chǔ)不均勻以及累計沉降兩項檢測內(nèi)容，沉降監(jiān)測點設(shè)置在各中間橋墩位置處承臺的四個角點上。

2. 墩頂水平位移和橋墩沖制度

在施工過程中，由于對稱懸臂端的施工進(jìn)度不同，或是施工設(shè)備堆放不當(dāng)?shù)脑?，可能?dǎo)致墩頂出現(xiàn)縱向水平位移的問題。為了對墩頂在施工過程中出現(xiàn)的水平位移進(jìn)行更好的檢測，應(yīng)于橋墩施工全部結(jié)束后，沿橋墩高度方向，將觀測點設(shè)置在墩頂，墩底處，并保障上下兩個觀測點位于同一垂線上。

3. 主梁控制截面溫度與應(yīng)力檢測

在懸臂施工狀態(tài)下，連續(xù)梁屬于靜定結(jié)構(gòu)，如果施工正常進(jìn)行，那么只要確保預(yù)應(yīng)力張拉有效，則連續(xù)梁應(yīng)力就不會出現(xiàn)太大的偏差，所以無需對應(yīng)力進(jìn)行過多的檢測。不過，采用大噸位錨具的單箱單室連續(xù)梁則存在應(yīng)力分布均勻度較低的特征，雖然在施工設(shè)計中，設(shè)計人員已經(jīng)對這一因素進(jìn)行了充分的考量，但還是要將相應(yīng)儀器埋設(shè)在應(yīng)力最不利截面處，以便在主梁施工的全過程中對盈利變化進(jìn)行全面、有效的檢測。

根據(jù)施工控制的目的以及連續(xù)橋梁施工的受力特點，初步將懸臂開始截面、各斷面定=頂、底部、1/4跨截面作為應(yīng)力狀態(tài)的檢測斷面，每個斷面設(shè)置兩個監(jiān)測點。由于不知溫度測點時，混凝土應(yīng)力測點溫度修正的實際需求是考慮的主要內(nèi)容，所以在設(shè)置上采用了與應(yīng)力測點相同的做法。

4. 標(biāo)高測點

標(biāo)高測量工作主要是在掛籃前移時對梁底標(biāo)高進(jìn)行定位測量，完成本節(jié)段混凝土的澆筑后與梁頂預(yù)埋鋼筋，次日對本節(jié)段的梁底標(biāo)高以及全部梁頂標(biāo)高進(jìn)行測量。完成本節(jié)段布置四個測點，所使用的測量儀器為精度在+2mm內(nèi)的精密水準(zhǔn)儀。

5. 測試工況

根據(jù)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工所采取的工序，對包括掛籃前移、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉、支架拆除等存在明顯的荷載變化的工況進(jìn)行全面監(jiān)控。施工控制是一個處于動態(tài)變化狀態(tài)的工作，所以測試工況會根據(jù)理論分析的結(jié)果以及縣城施工過程中出現(xiàn)異常應(yīng)力和變形，在施工控制工作中，還需要對橋梁另外進(jìn)行實時跟蹤監(jiān)測。

四、結(jié)束語

道橋質(zhì)量的好壞關(guān)系到道路的暢通，人們出行的安全和質(zhì)量。因此必須全面的提高道橋的使用壽命和使用質(zhì)量。由于目前的道橋建設(shè)主要采用的是混凝土技術(shù)，所以提高道橋質(zhì)量的關(guān)鍵就是提高混凝土的施工技術(shù)?？梢栽诰唧w的施工環(huán)節(jié)中通過細(xì)的規(guī)劃，和新的施工技術(shù)來逐漸的完善混凝土施工技藝。我國的道橋建設(shè)仍舊面臨重大的挑戰(zhàn)，施工單位和道橋管理單位應(yīng)該共同致力于道橋建設(shè)的混凝土利用技術(shù)的完善之上。

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