大跨徑橋梁施工控制不確定因素分析

范仁攀 生秀柱

（南陽(yáng)市遠(yuǎn)大道路橋梁工程有限公司，河南 南陽(yáng)473000）

0 概述

大跨徑橋梁作為橋梁工程發(fā)展的主要方向，其具體施工過程中的施工控制是大跨徑橋梁施工的重點(diǎn)及難點(diǎn)［1］。大跨徑橋梁建設(shè)的成功與否直接取決于施工單位對(duì)于施工控制的技術(shù)特點(diǎn)［2］。由于大跨徑橋梁特別是鋼筋混凝土橋梁的獨(dú)特結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及材料特點(diǎn)，容易受到溫度、濕度以及時(shí)間的影響［3］。甚至在施工中不同的施工方法對(duì)橋梁的具體施工過程也會(huì)有較大的影響［4］。所以，作為控制橋梁質(zhì)量控制重中之重的施工控制直接決定了橋梁建設(shè)的成功與否［5］。

1 大跨徑橋梁施工控制研究

由于施工控制不僅僅在大跨徑橋梁施工建造過程中為施工安全提供保障，在大跨徑橋梁日常運(yùn)營(yíng)與使用過程中也起到關(guān)鍵性的作用。所以施工控制不僅在施工過程中有著大量的觀測(cè)點(diǎn)，在平時(shí)也會(huì)布置較多的觀測(cè)點(diǎn)用于針對(duì)橋梁的耐久性以及可靠性進(jìn)行觀測(cè)。

1.1 大跨徑橋梁施工控制內(nèi)容研究

根據(jù)實(shí)際施工中的具體施工經(jīng)驗(yàn)以及針對(duì)大跨徑橋梁施工的理論研究，研究分析了大跨徑橋梁施工控制內(nèi)容的主要控制方向。根據(jù)大跨徑橋梁的特點(diǎn)關(guān)于施工控制內(nèi)容提出了以下幾點(diǎn)：

1）大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制：大跨徑橋梁施工過程中關(guān)于結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制決定了橋梁施工控制的成功與否。不僅要在上部結(jié)構(gòu)澆筑甚至在橋梁和龍成型過程中都必須嚴(yán)密檢測(cè)應(yīng)力變化。否則會(huì)導(dǎo)致和龍段撓度變化大或者直接導(dǎo)致橋梁垮塌。

2）大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制：穩(wěn)定性決定了橋梁的使用性能以及施工狀態(tài)。特別是大跨徑橋梁，穩(wěn)定性尤為重要。在施工過程中，運(yùn)用大跨徑橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)橋梁各個(gè)時(shí)段進(jìn)行管控，從而嚴(yán)密管控大跨徑橋梁的各項(xiàng)穩(wěn)定性指標(biāo)。

3）大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)變形控制：由于橋梁在施工過程中會(huì)隨著橋梁施工進(jìn)度的進(jìn)展導(dǎo)致變形逐漸加大的現(xiàn)象。由于施工變形會(huì)導(dǎo)致橋梁施工過程中的質(zhì)量問題與安全問題，所以對(duì)于結(jié)構(gòu)變形控制在施工控制中十分重要。針對(duì)大跨徑橋梁中變形尤其嚴(yán)重的特點(diǎn)，必須在施工過程中嚴(yán)格控制施工變形的大小，必須保證施工變形維持在可允許變形的范圍內(nèi)。

4）大跨徑橋梁安全控制：安全控制決定了橋梁施工能否安全進(jìn)行。所以，大跨徑在施工控制中必須進(jìn)行安全控制。

1.2 影響施工控制的因素難點(diǎn)研究

大跨度橋梁施工控制的主要目標(biāo)是：使施工狀態(tài)盡可能的接近設(shè)計(jì)理想施工狀態(tài)。為了保證大跨徑橋梁的施工可以正常進(jìn)行，必須對(duì)施工控制的因素進(jìn)行分析研究。根據(jù)具體實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)以及理論研究后，關(guān)于施工控制的關(guān)鍵因素有以下幾點(diǎn)：

1）施工工藝：由于施工工藝直接決定了大跨徑橋梁的建造過程，并且干擾因素多，管控對(duì)象素質(zhì)較低，難以管控，不可控風(fēng)險(xiǎn)大。所以針對(duì)大跨徑橋梁的施工控制中施工工藝必須要作為難點(diǎn)重點(diǎn)進(jìn)行控制。

2）溫度變化：由于大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)尺寸較大，且由于材料特性的影響，施工過程中，溫度會(huì)對(duì)大跨徑橋梁的施工管控產(chǎn)生極大的影響。且由于溫度控制難度大，所以溫度變化是施工控制的重要的不確定因素。

3）施工監(jiān)測(cè)：施工監(jiān)測(cè)作為施工控制中的主要管理檢查手段，決定了能否有效的對(duì)大跨徑橋梁進(jìn)行詳細(xì)的施工管控。但是由于在大跨徑橋梁施工過程中施工參與方多、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量大、涉及單位繁雜。所以容易在監(jiān)測(cè)過程中遇到大量不可控因素的存在。所以施工監(jiān)測(cè)是大跨徑橋梁的施工控制中重要的不確定因素。

4）結(jié)構(gòu)參數(shù)：在進(jìn)行大跨徑橋梁施工前，為保證施工控制可以有的放矢必須在進(jìn)行真正的施工控制之前進(jìn)行相關(guān)的模擬測(cè)試。而結(jié)構(gòu)參數(shù)決定了施工控制模擬的準(zhǔn)確性。由于結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取，極大的程度上取決于模擬人員的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)水平。所以結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取會(huì)極大的影響大跨徑橋梁的施工控制。

2 大跨徑橋梁施工控制重點(diǎn)因素分析研究

根據(jù)對(duì)大跨徑橋梁施工控制中不確定因素的分析與研究，可以得到主要影響大跨徑橋梁施工控制的不確定因素的種類以及主要的施工控制方法與方式。

2.1 大跨徑橋梁施工控制中重點(diǎn)因素的確定

大跨徑橋梁的施工控制中主要的影響因素為溫度，由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)獨(dú)特的物理特性以及敏感的溫縮性。溫度不僅會(huì)在大跨徑橋梁和龍階段影響橋梁和龍施工，并且在諸如懸臂施工以及懸索施工時(shí)影響橋梁上部結(jié)構(gòu)的澆筑。如果施工控制針對(duì)溫度這一不確定因素管控不嚴(yán)格，極易導(dǎo)致大跨徑橋梁在澆筑過程中撓度產(chǎn)生極大的變化，影響橋梁下一步施工甚至導(dǎo)致重大的質(zhì)量事故。所以根據(jù)具體施工經(jīng)驗(yàn)以及綜合理論研究我們可以發(fā)現(xiàn)溫度是大跨徑橋梁施工控制的重要不確定因素。而溫度作用于大跨徑橋梁主要以下兩種方式：

1）結(jié)構(gòu)件溫度應(yīng)力：由于大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)種類多，材料復(fù)雜，所以溫度對(duì)各個(gè)材料甚至構(gòu)件的影響均有較大的差別。而構(gòu)建之間由于溫度引起的溫度應(yīng)力的不同會(huì)直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)耐久性以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力的大規(guī)模變化。這針對(duì)大跨徑橋梁的施工來說是十分危險(xiǎn)與嚴(yán)重的。

2）構(gòu)件體內(nèi)溫度應(yīng)力：大跨徑橋梁的構(gòu)件由于其自身特性問題，各個(gè)構(gòu)件之間溫度難以保持一致。所以在溫度出現(xiàn)突變是結(jié)構(gòu)構(gòu)件極易由于內(nèi)部溫差的不同直接導(dǎo)致構(gòu)件破損。所以，構(gòu)件體內(nèi)溫度應(yīng)力的管控直接決定了大跨徑橋梁在具體施工過程中是否會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量事故。

2.2 大跨徑橋梁施工控制中溫度因素的具體控制建議

關(guān)于大跨徑橋梁施工控制中不確定因素的分析，我們可以認(rèn)為溫度作為重要的不確定因素會(huì)直接影響大跨徑橋梁的施工控制。所以在進(jìn)行大跨徑橋梁施工控制過程中對(duì)于溫度必須進(jìn)行相應(yīng)的針對(duì)性管理。主要方法根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

1）現(xiàn)有試驗(yàn)計(jì)算出的溫度徐變與實(shí)際施工過程中的溫度引起的變形有10%～15%的誤差，在進(jìn)行施工控制時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況予以矯正；

2）溫度對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響主要是由于溫度作用于混凝土水化水泥漿而產(chǎn)生的機(jī)理。針對(duì)溫度變化必須嚴(yán)格控制混凝土的材料質(zhì)量特性。

3 結(jié)論

根據(jù)對(duì)大跨徑橋梁施工控制理論分析與實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)我們得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1）大跨徑橋梁施工控制中不確定因素較多，不確定因素對(duì)大跨徑橋梁施工控制影響十分重要；

2）大跨徑橋梁施工控制中溫度因素是施工控制中最重要的關(guān)鍵性因素；

3）原有的理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)有較大差別，在實(shí)際施工控制中必須進(jìn)行實(shí)際矯正；

4）優(yōu)選混凝土材料可以在施工控制過程中極大的保證大跨徑橋梁施工控制。優(yōu)選混凝土材料可以有效的保證施工質(zhì)量。

［1］交通部標(biāo)準(zhǔn).公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].人民交通出版社,1995.

［2］范立礎(chǔ).橋梁工程(上)[M].人民交通出版社,1990.

［3］劉剛亮.虎門大橋輔航道270m連續(xù)剛構(gòu)懸臂施工控制[J].橋梁建設(shè),2001(5).

［4］重慶交通學(xué)院.重慶黃花園大橋施工監(jiān)測(cè)與控制報(bào)告[R],1998.

［5］杜國(guó)華.橋梁結(jié)構(gòu)分析[M].同濟(jì)大學(xué)出版社,1994.