試析預(yù)應(yīng)力在混凝土施工過(guò)程中連續(xù)箱梁的線性控制

程 鵬，胡文恩

(1上饒市公路管理局信州分局;2.江西省現(xiàn)代路橋工程集團(tuán)有限公司)

試析預(yù)應(yīng)力在混凝土施工過(guò)程中連續(xù)箱梁的線性控制

程 鵬1，胡文恩2

(1上饒市公路管理局信州分局;2.江西省現(xiàn)代路橋工程集團(tuán)有限公司)

由于在混凝土建筑施工中，連續(xù)箱梁成線形的危害對(duì)建筑施工的影響已經(jīng)越來(lái)越顯著，因此本文主要針對(duì)了橋型線形控制進(jìn)行的討論分析。

混凝土;線性控制;箱梁

1 對(duì)于連續(xù)箱施工如何在理論上進(jìn)行控制

(1)首先我們要對(duì)施工標(biāo)高進(jìn)行準(zhǔn)確而周密的測(cè)試，然后確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)誤差，將其控制在可行范圍內(nèi)。而箱梁和其線形橋端的準(zhǔn)確標(biāo)高我們通常將其表示為Hi’和我們?cè)谑┕ぶ械木C合箱梁的拱弧長(zhǎng)，用應(yīng)用公式可以表示為

式中:Hi為第i梁段的實(shí)際立模的標(biāo)準(zhǔn)高度;Hi’為第i梁段的設(shè)計(jì)標(biāo)高。在這個(gè)公式體系中

式中:H0為橋墩頂部標(biāo)高，所以當(dāng)△H增加時(shí);施工的綜合拱度就會(huì)增加。

用應(yīng)用程式可以表達(dá)為:

式中:f1為平行線段的頂端箱梁;f2為可以解釋為一個(gè)應(yīng)力掛籃的增量值;f3為所需要考慮的橋面支持承受力的增量值;F4為橋階升降的應(yīng)變基礎(chǔ)力的激增值。

(2)梁段預(yù)拱度的精密測(cè)量和其弧拱系數(shù)安全的確定在箱梁施工過(guò)程中也是極為關(guān)鍵的一點(diǎn)設(shè)置預(yù)拱度的作用是為了減輕橋梁端不穩(wěn)定應(yīng)力的產(chǎn)生。從而使橋梁的撓度值得到有效的抵消或者消除，每個(gè)橋段都有屬于自己的階段性承受的應(yīng)力負(fù)荷值，該負(fù)荷值等于實(shí)際施工時(shí)的實(shí)際擾度值，在施工時(shí)，兩個(gè)數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。使得施工完畢后梁段達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。而在我們投入工程時(shí)，箱梁懸臂會(huì)因?yàn)楦鞣N因素的變化而帶來(lái)各種參數(shù)的可控變化。而在這些變化中撓度變化因素組合各不相同，所以我們?cè)谶M(jìn)行施工前一定要把理論控制的勘測(cè)等各種變化做好充分的準(zhǔn)備從而確保箱梁的線性更加的周密而精確。

2 在線形控制中梁段會(huì)有哪些影響因素以及排除因素的方法

(1)在線形控制中影響梁段的因素會(huì)有很多，如勘測(cè)參數(shù)不精密，溫差給混凝土帶來(lái)的變形等很多因素，其中尤為突出當(dāng)論梁段預(yù)拱度因素，因?yàn)轭A(yù)測(cè)橋段的拱數(shù)是要根據(jù)具體情況而定的，很多箱梁都因撓度系數(shù)與后來(lái)的投入應(yīng)用的系數(shù)有所出入，而耗費(fèi)了工程的人力和物力。所以這就需要線形控制來(lái)將撓度系數(shù)的可朔性提高，讓梁段在不同時(shí)期所因撓度系數(shù)帶來(lái)的固定因素進(jìn)而能夠有所改變。我們就可以通過(guò)橋流量的大小來(lái)做出適宜的調(diào)整。然而各梁段最終預(yù)拱度影響因素，見(jiàn)表1。

表1 各梁段最終預(yù)拱度影響因素

由表內(nèi)所顯示的數(shù)據(jù)可以得知

式中:∑fti為由各梁段自重在i節(jié)段產(chǎn)生的撓度總和;∑f2i為由張拉各節(jié)段預(yù)應(yīng)力束在i節(jié)段產(chǎn)生的撓度總和;∑f3i為混凝土收縮、徐變?cè)趇節(jié)段產(chǎn)生的撓度總和;∑f4i為施工臨時(shí)荷載在i節(jié)段引起的撓度;∑f5i為使用荷載在i節(jié)段引起的撓度。

所以混凝土的自身帶來(lái)的變化也會(huì)給線形控制帶來(lái)一些不可忽視的影響。因?yàn)樵诮ㄖ淞旱牡貏?shì)高度的差為變化，我們也要及時(shí)的對(duì)混凝土的齡期做出適宜的調(diào)整。使得收縮徐變差異逐漸的減小其對(duì)線形控制的影響。但是由于熱脹冷縮溫差氣候帶來(lái)的差異，我們也可以把收縮徐變差異劃分為不同的時(shí)段。如澆注新梁段、張拉預(yù)應(yīng)力束、移動(dòng)掛籃、體系轉(zhuǎn)換等時(shí)段，因?yàn)槊恳粋€(gè)時(shí)段的影響都不盡相同，所以我們對(duì)這些時(shí)段的結(jié)構(gòu)模擬計(jì)算，并用比例估算法求出了不同時(shí)段在不同時(shí)間所產(chǎn)生的不同的位移增量，在得出每一時(shí)段不同的增量數(shù)值時(shí)，我們就可以在理論上得出預(yù)拱度值的大小。但是由于在實(shí)際施工過(guò)程中理論撓度值和實(shí)際的撓度值會(huì)有所誤差，當(dāng)某一節(jié)段的偏差大于1 cm時(shí)，可以利用前進(jìn)分析法和后退分析法對(duì)勘測(cè)或者計(jì)算出來(lái)的撓度值進(jìn)行適度的調(diào)整，從而達(dá)到最終撓度值與實(shí)際施工時(shí)的撓度值在可控范圍內(nèi)的極度契合的目的。

(2)掛籃變形所帶來(lái)的增量值也是影響線形控制的一個(gè)重要因素。其中掛籃的變形包括彈性變形和非彈性變形。彈性變形就是根據(jù)載體的重量，韌性，強(qiáng)度等多方位的掛籃變形所帶來(lái)的負(fù)荷比與發(fā)生彈性性變后的比較和計(jì)算后進(jìn)行一種最佳的調(diào)試。非彈性變形對(duì)于線形控制的影響相對(duì)較小，一般可以在施工的過(guò)程中進(jìn)行測(cè)試和排除。一般情況下對(duì)非彈性變形的考慮較少。

3 在具體施工過(guò)程中線形控制的過(guò)程和要求

(1)在線形施工的具體實(shí)施過(guò)程中，有很多因素都會(huì)影響懸臂澆注箱梁線形。例如溫差的變化，混凝土的熱脹冷縮所帶來(lái)得伸縮，所以在具體施工過(guò)程中懸臂箱梁線形控制是一個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜且不可逆的過(guò)程。因此在施工過(guò)程中，我們要全方位多角度的去考慮施工中各種因素對(duì)線形控制的影響。因此在施工過(guò)程中我們可以從掛籃的設(shè)計(jì)加工、現(xiàn)澆段托架與支架、合龍段施工、預(yù)應(yīng)力束張拉、施工觀測(cè)與調(diào)試等多方面進(jìn)行調(diào)試，才能確保施工的精確。

(2)掛籃的施工設(shè)計(jì)在具體施工過(guò)程中也有著嚴(yán)格的要求。在我們施工過(guò)程中，我們所使用的掛籃是一種在長(zhǎng)度、重量、形狀都有標(biāo)準(zhǔn)分段的具體設(shè)計(jì)。而掛籃的方式也有著明確的劃分，有菱形式掛籃，其次就是銜架式掛籃還有三角形掛籃等形式。而在掛籃的設(shè)計(jì)方面也有很多詳細(xì)的要求。首先在輕重方面要求自輕重。但是在結(jié)構(gòu)方面則要求精密而簡(jiǎn)便，且在韌性方面要足夠強(qiáng)。在對(duì)掛籃進(jìn)行操作時(shí)，要保證視野開(kāi)闊，拆模方便的原則。而掛籃和混領(lǐng)土相互融合的穩(wěn)定系數(shù)都應(yīng)該保持在1.5左右，等到掛籃的第一步工程基本結(jié)束后我們應(yīng)當(dāng)找到一個(gè)合適的場(chǎng)地進(jìn)行預(yù)算和試驗(yàn)。這樣既能夠準(zhǔn)確的測(cè)算出彈性形變的準(zhǔn)確值，又能消除出非彈性形變所帶來(lái)的間接性影響。預(yù)壓重量以1.2倍結(jié)構(gòu)物自重將是一個(gè)比較標(biāo)準(zhǔn)的參值。在后期階段我們更應(yīng)當(dāng)對(duì)預(yù)壓量進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治?。為后期的工程建設(shè)做好準(zhǔn)備。

(3)在連續(xù)箱梁的建筑過(guò)程中。應(yīng)當(dāng)使用0號(hào)段的墩承臺(tái)為基礎(chǔ)，為了保證箱梁內(nèi)部應(yīng)力的不規(guī)則變化，我們可以采用現(xiàn)澆段來(lái)有效的檢測(cè)施工的安全和參數(shù)的有效核算。而邊跨現(xiàn)澆段支架基應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工時(shí)的具體需要來(lái)增加其承載力，以避免超負(fù)荷現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時(shí)要做好加固樁基的準(zhǔn)備工作。同時(shí)在施工的同時(shí)也應(yīng)當(dāng)時(shí)刻檢驗(yàn)支架的穩(wěn)定程度，以增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(4)在合龍段施工的工作當(dāng)中，必須要遵守的一個(gè)規(guī)則就是先邊后中。時(shí)時(shí)刻刻保證其對(duì)稱性和其穩(wěn)定性。亦可按一般的規(guī)則順序進(jìn)行。在我們進(jìn)行構(gòu)件的過(guò)程中我們要先預(yù)測(cè)好構(gòu)件自生帶來(lái)的壓力，從而避免構(gòu)件本身發(fā)生彈性形變，而在進(jìn)行電焊，氧焊等工程時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量選擇在溫度低的時(shí)間進(jìn)行。

邊跨合龍段采用支架現(xiàn)澆施工，其使用的鋼材材質(zhì)應(yīng)當(dāng)要有足夠的韌性;其施工應(yīng)盡量選擇吊車進(jìn)行作業(yè)，在線形控制的同時(shí)，讓其箱梁不承受超負(fù)載的壓力。切實(shí)保證合龍段不發(fā)生系統(tǒng)位移。在合龍段澆注混凝土的過(guò)程中，最好選擇溫差變化較小的時(shí)間進(jìn)行，在不中斷連續(xù)澆注3個(gè)小時(shí)為宜。為了使合龍段與混凝土有效的結(jié)合，可以允許添加適當(dāng)?shù)匿X粉等化學(xué)藥劑，以減小混凝土后期再溫差作用下帶來(lái)的熱脹冷縮從而產(chǎn)生裂縫等影響。在合龍段施工期間，梁體撓度變化會(huì)因工程的材質(zhì)收縮而變化較大，所以我們要時(shí)刻監(jiān)測(cè)線形控制的影響因素。

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U445

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1008－3383(2015)10－0115－01

2015－05－12

程鵬(1976－)，男，江蘇鹽城人，助理工程師，研究方向:公路施工與橋梁。