預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制技術(shù)的應(yīng)用

李義杰

（西部中大建設(shè)集團(tuán)有限公司　甘肅　蘭州　730030）

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制技術(shù)的應(yīng)用

李義杰

（西部中大建設(shè)集團(tuán)有限公司甘肅蘭州730030）

在橋梁建設(shè)工程施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋具有強(qiáng)度高、線形明快、跨越能力強(qiáng)以及施工簡單快捷等優(yōu)勢，被廣泛的應(yīng)用于大跨度橋梁的建設(shè)中。在各類橋梁的施工中，橋梁的結(jié)構(gòu)會受到很多因素的影響，如，混凝土收縮變形、實際數(shù)值和設(shè)計參數(shù)之間存在差異、施工和測量出現(xiàn)誤差以及溫度發(fā)生變化等。因此為了提高橋梁施工的質(zhì)量與建設(shè)安全，保障連續(xù)鋼鉤梁橋建成后主梁線形與結(jié)構(gòu)內(nèi)力都能與設(shè)計要求相符，就需要相關(guān)的人員對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工進(jìn)行合理的控制。本文主要就預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制技術(shù)進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決對策。

預(yù)應(yīng)力混凝土；連續(xù)剛構(gòu)橋；施工控制

前言

當(dāng)前時代，國內(nèi)的高速公路得到了進(jìn)一步的發(fā)展，橋梁的建設(shè)隨之大量增加，連續(xù)剛構(gòu)橋出現(xiàn)的也越來越多。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)梁橋變形的程度較小、結(jié)構(gòu)的剛度相對度較強(qiáng)、可以更加平順舒適，且伸縮縫較少、養(yǎng)護(hù)較為簡便以及具有超強(qiáng)的抗震性等，讓其在大中跨徑橋梁建設(shè)中得到大量的應(yīng)用。當(dāng)前大跨徑混凝土梁式橋大部分采用都是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋型，其主要在70～300m的主跨范圍內(nèi)運(yùn)用。

1　預(yù)應(yīng)力張拉控制技術(shù)

1.1確定預(yù)應(yīng)力

可選用有限元軟件Ansys預(yù)應(yīng)力進(jìn)行計算，并用千斤頂方法對預(yù)應(yīng)力進(jìn)行模擬，通過千斤頂進(jìn)行升溫來達(dá)到拉索預(yù)應(yīng)力的目的，從而對預(yù)應(yīng)力進(jìn)行確定。把運(yùn)行狀態(tài)之下計算得出的千斤頂溫度荷載，加入到施工狀態(tài)計算模型中，就能計算出施工過程中需要控制的索力和控制點的位移情況。

1.2采用正確的預(yù)應(yīng)力張拉方法

采用二次張拉的方法，需要對張拉給相鄰桁架造成的影響進(jìn)行考慮，施工控制的難度相對較大，因此，而在達(dá)到張弦桁架吊裝就位條件下才能進(jìn)行，正常情況下，盡量利用胎架一次張拉的方式法，把張弦桁架控制點位移設(shè)置為張拉控制的目標(biāo)。

1.3掌握胎架會對張拉造成的影響

由于摩擦力的作用，張拉的控制索力會出現(xiàn)很大的變化，想要精確的進(jìn)行計算會有一定的難度，因此，避免把索力當(dāng)成張拉控制的目標(biāo)，在施工過程中，盡力利用定量索力下跨中的位移方法，來對摩擦力影響進(jìn)行考慮，利用跨中的豎向位移來對預(yù)應(yīng)力張拉進(jìn)行控制。

2　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制技術(shù)現(xiàn)狀

近年來，國內(nèi)的橋梁建設(shè)得到了大力的發(fā)展，在很大程度上帶動了預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的發(fā)展。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有較高的經(jīng)濟(jì)性、較低的維護(hù)性，受到大多數(shù)公路橋梁建設(shè)的廣泛應(yīng)用，而其中預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋橋型，是當(dāng)前時代應(yīng)用的最為廣泛的大跨徑混凝土梁式橋型，大多數(shù)使用在70～300m的跨越范圍內(nèi)之，成為我國常規(guī)大跨徑橋梁建設(shè)中的主力橋型。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋是在高強(qiáng)混凝土預(yù)應(yīng)力技術(shù)、結(jié)構(gòu)非線性計算分析技術(shù)以及梁段懸臂澆筑技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過不斷的完善和發(fā)展出來一種新型技術(shù)，從表面上來相關(guān)部門已經(jīng)對這種橋梁施工建設(shè)技術(shù)進(jìn)行了掌握，但是，就建成橋梁的運(yùn)營情況來看，很多的混凝土梁都還存在著很多的問題。如，混凝土開裂現(xiàn)象，大部分的連續(xù)剛構(gòu)橋都發(fā)生了混凝土裂縫、裂紋等問題，溫度產(chǎn)生的裂縫，也有因受力不均而產(chǎn)生裂縫。一部分裂縫在施工時就已經(jīng)出現(xiàn)，但是經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚碇螅搅诉\(yùn)營階段就不會再發(fā)展和惡化，而一部分裂縫則難以控制，在橋梁較短的運(yùn)營之內(nèi)因為受力不均而產(chǎn)生大量的裂縫，對于橋梁安全造成嚴(yán)重的威脅，使橋梁不得不提出進(jìn)行維修，甚至無法再運(yùn)行使用。

3　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制的原理和方法

3.1線形控制

在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋主梁懸臂的施工過程中，在每個現(xiàn)澆梁段的前端都設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)高觀測點，以對各個施工階段的主梁標(biāo)高變化進(jìn)行測試，并對橋墩的沉降情況進(jìn)行檢測，依據(jù)施工階段所檢測到的數(shù)據(jù)和施工控制分析得出的結(jié)果，對主梁立模的標(biāo)高進(jìn)行合理的調(diào)整，讓橋梁建成之后其線形能夠達(dá)到設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)。

在國內(nèi)現(xiàn)有的橋梁施工技術(shù)規(guī)范與施工手冊當(dāng)中，提出了預(yù)拱度設(shè)置的原則：懸臂澆注前底板與橋面標(biāo)高，應(yīng)該依據(jù)掛籃前端的變形、混凝土各階段的彈、塑性變形情況，進(jìn)行預(yù)拱度設(shè)置。由于懸臂結(jié)構(gòu)需要逐段進(jìn)行澆注，因此，后階段自重情況會影響到前階段自重，而前階段的本身自重已經(jīng)完成，所以不會影響到后階段的自重情況。如，現(xiàn)澆梁段預(yù)拱度=該段與后面各段混凝土張拉預(yù)應(yīng)力累計的撓度+二期恒載狀態(tài)下產(chǎn)生的撓度+1/2的活載撓度+由澆注到設(shè)計運(yùn)行5年中混凝土的收縮、徐變產(chǎn)生的撓度。因此，在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋中采用懸臂法進(jìn)行施工時，立模的標(biāo)高為：Hi=H0+fa+fb，其中Hi表示的是節(jié)段前端位置立模標(biāo)高；H0表示的是節(jié)段前端位置中的設(shè)計標(biāo)高；fa表示的是該節(jié)段前端設(shè)計的預(yù)拱度值；fb表示的是掛籃在現(xiàn)澆梁段自重與施工荷載力作用之下豎向位移，其中也包括了彈性變形和非彈性變形。從結(jié)構(gòu)的分析與現(xiàn)場掛籃的靜載試驗中可以確定，橋梁的fb值可取為1.0～2.0cm。在對線形進(jìn)行控制時，可以對立模標(biāo)高進(jìn)行合理的控制與調(diào)整，來對橋梁標(biāo)高施工的目標(biāo)進(jìn)行控制。當(dāng)橋梁施工到相應(yīng)的梁段時，相關(guān)人員就需要對橋梁的預(yù)拱度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以免出現(xiàn)設(shè)計值偏小的情況，在施工的過程中，相關(guān)人員應(yīng)該在現(xiàn)場的測量與分析基礎(chǔ)上，隨時記錄不同梁段中調(diào)整的數(shù)值，以避免出現(xiàn)施工誤差。在標(biāo)高的測量中主要包括兩個部分：①橋墩的沉降。②各個懸澆段前端的撓度測量。在各個墩號塊上設(shè)置相應(yīng)的高程觀測點，主要是為了能更好的對橋梁的頂板設(shè)計標(biāo)高進(jìn)行控制，同時，也是為了日后各個懸澆節(jié)段的高程測量。在每個節(jié)段都設(shè)置兩個測點，即上游和下游各一個，將其對稱的布置在懸臂板和承托交點離塊件的前端相隔10cm的地方，高程的控制測點在每幅橋中共有140個，測量的時間應(yīng)選在掛籃移好、立模、澆注混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力束、移走掛籃這個過程中進(jìn)行。

3.2應(yīng)力控制

在橋梁的施工過程中，邊界的條件與結(jié)構(gòu)荷載出現(xiàn)的變化，會對其內(nèi)力造成一定的影響，使其隨時都都在發(fā)生變化。因此，為了對內(nèi)力的變化軌跡進(jìn)跟蹤，掌握內(nèi)力的變化情況，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)選擇受力比較典型的主梁根部與1/2的主跨位置對振弦應(yīng)力計進(jìn)行埋置，從而對施工期間橋梁應(yīng)力變化的情況進(jìn)行測定。每幅橋可選擇5個應(yīng)力的控制截面，其中在左幅橋中每個截面設(shè)置4個測點，右幅橋中每個截面設(shè)置5個測點，并在移好掛籃、立模、澆混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力束、移走掛籃的過程中進(jìn)行測量。

在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋中，其混凝土的抗壓強(qiáng)度相對較高，抗拉的強(qiáng)度卻相對較低。因此，在施工的過程中，應(yīng)盡量對拉應(yīng)力進(jìn)行合理的控制，盡量不要出現(xiàn)拉應(yīng)力情況，并且注意觀察實測的應(yīng)力和理論計算的應(yīng)力之間存在的偏差程度，如果偏差比所允許的范圍小，就可以繼續(xù)施工，如果偏差超出了允許的范圍，那么就需要找到出現(xiàn)偏差的具體原因，前對其設(shè)計的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以降低偏差的程度。

3.3溫度控制

溫度的變化也是會對橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形造成影響的重要因素之一。溫度的變化主要包括季節(jié)溫度的變化與日溫的變化，季節(jié)溫度的變化相對比較均勻，對橋梁結(jié)構(gòu)的影響也相對較小一些，最主要橋梁的結(jié)構(gòu)造成的是日溫的變化，日照的變化會讓主梁頂板與底板之間出現(xiàn)一定的溫度差，讓主梁出現(xiàn)受力不均勻的情況，從而發(fā)生撓曲，并使墩身產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)情況。因此，在合攏的過程中就需要仔細(xì)了解溫度的變化，避免溫差情況給橋梁造成重大影響，溫差會讓合攏兩端的混

4　結(jié)束語

在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工過程中，會受到很多因素的影響，因此，相關(guān)人員需要結(jié)合橋梁建設(shè)的實際情況，讓相關(guān)的技術(shù)人員到現(xiàn)場進(jìn)行認(rèn)真的計算、反復(fù)的驗算以及精確的測量，并對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)進(jìn)行有效的控制和應(yīng)用，讓其質(zhì)量從根本上得到提高，以確保橋梁能夠長久、安全的運(yùn)行。

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U445.4

A

1673-0038（2015）23-0303-02

2015-5-25

李義杰（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事橋梁工程施工工作。