大跨度連續(xù)梁橋預應(yīng)力混凝土施工監(jiān)控技術(shù)研究

劉永余（江蘇燕寧工程咨詢有限公司,南京 211112）

大跨度連續(xù)梁橋預應(yīng)力混凝土施工監(jiān)控技術(shù)研究

劉永余
（江蘇燕寧工程咨詢有限公司,南京 211112）

在工程施工中運用監(jiān)控技術(shù)是施工技術(shù)的主要手段，并至始至終應(yīng)用于橋梁的建筑過程中。對于橋梁中大跨度產(chǎn)生的預應(yīng)力進行技術(shù)監(jiān)控是保證橋梁質(zhì)量的重要方法。本文就是針對建筑橋梁中大跨度預應(yīng)力進行技術(shù)監(jiān)控的研究與探討。

大跨度；連續(xù)梁橋；預應(yīng)力混凝土；監(jiān)控技術(shù)；研究

大跨度，在建筑學的定義為橫向跨度大于60米（鋼筋結(jié)構(gòu)），18米（框架結(jié)構(gòu)）的各種結(jié)構(gòu)模式的建筑體。

預應(yīng)力混凝土（prestressedconcrete），是指通過鋼筋的拉伸，導致在鋼混結(jié)構(gòu)承受外在合力作用前，承受作用力的混凝土在預先受到一定壓應(yīng)力的混凝土。

1　監(jiān)控技術(shù)實施的目的

監(jiān)控技術(shù)對于橋梁的施工有著重要的意義，并一直應(yīng)用于橋梁的建造過程中。監(jiān)控技術(shù)實施的目的在于保證橋梁結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)與安全，從而使橋梁在建造方面與橋面曲線上都符合設(shè)計標準，使結(jié)構(gòu)承受作用力與理想狀態(tài)相一致。懸臂施工中所運用的連續(xù)橋梁施工結(jié)構(gòu)是無法在完工后發(fā)生調(diào)整的。然而，在對橋梁進行施工時所存在的溫度誤差、測量不準等外界因素會導致工程施工發(fā)生錯誤，而這些施工錯誤又可能最后讓橋梁的合并產(chǎn)生困難，從而改變橋梁形狀，使橋梁的建筑數(shù)值與設(shè)計數(shù)值不相符，產(chǎn)生安全隱患。所以，為了保證橋梁在施工中的安全問題，確保橋梁的各項力學系數(shù)與設(shè)計相符，在施工中采用有效的監(jiān)控手段是保證工程安全的必要監(jiān)控措施。

2　監(jiān)控技術(shù)的實施內(nèi)容

（1）仿真計算的方法。大跨度預應(yīng)力的計算方法有很多，其中仿真計算是運用最方便的計算方法。仿真計算就是針對橋梁的設(shè)計運用分段計算懸臂施工系數(shù)的方法，從而對結(jié)構(gòu)的最后形成所產(chǎn)生的形變力與壓應(yīng)力進行計算。是對橋梁監(jiān)控的重要監(jiān)控手段之一。為了保證橋梁監(jiān)控實施的目的，建筑工作者應(yīng)該首先運用仿真計算來使橋梁的各點受力處于理想狀態(tài)，從而為橋梁實施監(jiān)控的下一個步驟進行鋪墊。

大橋仿真計算的施工流程應(yīng)按照建筑師對工程的施工順序圖、建筑的施工圖紙說明及施工單位所提供的施工組織設(shè)計來確定。掛藍及支架重量應(yīng)根據(jù)施工圖的設(shè)計來進行選取，從而根據(jù)實際設(shè)備的重量等因素進行調(diào)整壓重撤除與混凝土澆注應(yīng)同時進行，從而保證工程監(jiān)控的準確，進而保證工程質(zhì)量。

（2）線形監(jiān)控的方法。在初步確立的正確模型及標準參數(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)計師應(yīng)針對橋梁的現(xiàn)場施工狀況、施工的荷載量等參數(shù)進行分析及理論計算，從而得到橋梁懸臂的理論預拱度。

預拱度，是為了抵消橋梁結(jié)構(gòu)在荷載力作用下產(chǎn)生撓度變化，而在施工或建造時所對位移的校正力。其確定因素有很多，一般分為5個方面：1）腳手架在承受施工荷載力作用后引起的彈性形變。2）超靜定結(jié)構(gòu)因混凝土自然收縮或彈性徐變導致的撓度變化。3）因桿件接頭的壓縮或設(shè)備在卸載時的壓縮引起的塑性形變。4）腳手架在受力后的彈性沉降。5）橋梁模板的預拱度設(shè)計要求。

然而，實際施工的情況與理想的施工情況是有差距的。這就是說，一旦依據(jù)理論情況計算的理論預拱度而建造的橋梁形狀不是理想中的模型。為了保障監(jiān)控的順利進行，在橋梁的構(gòu)建過程時，對混凝土各齡期的材料數(shù)值都應(yīng)現(xiàn)場進行測量。

在施工過程時，對橋梁建筑物的每一個橫截面實施建模、混凝土在澆注前、后的數(shù)值、掛籃測量后的標高等工地情況進行系統(tǒng)的檢測。為了降低溫度誤差的影響，對于橋梁撓度的檢測應(yīng)盡量在工程結(jié)束后的第二日清晨進行，且盡可能在日出的半小時內(nèi)測量完全。

（3）應(yīng)力監(jiān)控的方法。1）應(yīng)力監(jiān)控的器材與原理.建筑師對于應(yīng)力的監(jiān)控必須考慮設(shè)備使用期限的長短、精確程度、性能等因素，一般采用的是鋼弦式應(yīng)力測量計及與之相匹配的頻率接收機來作為應(yīng)力監(jiān)控的儀器。在使用這種儀器對應(yīng)力測量是一種間接的測量手法。建筑師根據(jù)實際測量出來的應(yīng)變力數(shù)值換算成混凝土的應(yīng)力。

鋼弦式應(yīng)力測量計的工作原理是：其兩端固定的鋼弦直徑低于測量長度時，通過震動壓力膜片的震動作用于鋼弦上，使其發(fā)生形變，根據(jù)推算公式，建立起混凝土形變與鋼弦形變的關(guān)系，從而得出混凝土形變的應(yīng)力數(shù)值。2）監(jiān)控截面的選擇。對于橋梁來說，其中預應(yīng)力在混凝土連續(xù)箱梁及各個橫截面的應(yīng)力分布有很大不同，在不同情況的橫截面上，上下應(yīng)力的狀況也在不斷改變。在橋梁懸臂處于穩(wěn)定狀態(tài)時，懸臂底部的受力作用最大；當橋梁進行構(gòu)建澆注時，橋梁的跨中截面及橋墩頂面的受力最大。所以，對橋梁進行監(jiān)控時應(yīng)分別對橋梁的懸臂底部、跨中截面、橋墩頂面等分別進行數(shù)據(jù)監(jiān)控。因為混凝土的收縮等因素是相互影響、相互控制的關(guān)系，所以，從整體上排除外界造成的力的數(shù)值很困難，為了更方便的對實際數(shù)值進行處理，我們可以依據(jù)《公路橋梁鋼筋混凝土預應(yīng)力的設(shè)計范圍》來對數(shù)值進行檢驗、修正。從而獲得應(yīng)力的實際數(shù)值。

（4）合并橋梁時混凝土澆注時間的監(jiān)控。在對橋梁進行合并過程時，應(yīng)有選擇的對混凝土澆注時間進行控制。分別對天氣、橋梁合并前懸臂端高程、應(yīng)變力的變化及氣溫都進行詳細的記錄與分析，確定橋梁合并的混凝土澆注時間。一般選擇1:00-6:00間進行混凝土澆注。因為根據(jù)以往的數(shù)據(jù)，橋梁懸臂端高程與應(yīng)力截面的變化數(shù)據(jù)在這一階段處于穩(wěn)定，有利于橋梁的合并，混凝土的澆注，保證橋梁合并的順利實施及橋梁的質(zhì)量安全。

3　監(jiān)控技術(shù)的實施意義

對于大跨度預應(yīng)力中混凝土橋梁的施工過程、橋梁弧線及應(yīng)力的監(jiān)控是保證橋梁施工質(zhì)量、工程安全的重要方法。它不僅可以修補設(shè)計者在設(shè)計計算中選擇參數(shù)不當、考慮不周全等因素，還可以保證橋梁的施工質(zhì)量，進而為橋梁的完善運營，人民的生命、安全提供保障。通過對實際檢測及理論數(shù)值的對比，排除不良因素，從而對橋梁的真實情況有更準確的認識，保證設(shè)計施工的安全性，提高穩(wěn)定系數(shù)，保證人民生命、財產(chǎn)安全。

4　總結(jié)

因為混凝土建材的特殊性質(zhì)及建筑工藝的繁瑣性，對檢測結(jié)果的影響因素也有很多，應(yīng)引起廣大科研工作者對其的探索與研發(fā)。所以，工地實施標高和應(yīng)力計算等方法進行大跨度的驗證橋梁穩(wěn)固性是非常必要的。對于橋梁預應(yīng)力的檢測技術(shù)應(yīng)引起廣泛的關(guān)注。大跨度預應(yīng)力混凝土的連續(xù)橋梁施工監(jiān)控方法是值得廣大建筑行業(yè)工作者共同研究與探討的問題。

[1]李國平,劉建.大跨連續(xù)梁橋線性最優(yōu)施工控制的理論與方法[J].華東公路.2008(06).

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