試論高海拔地區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的施工監(jiān)控

孫永吉　趙秋榮

（中國水利水電第一工程局有限公司四川分局，四川成都　610041）

試論高海拔地區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的施工監(jiān)控

孫永吉趙秋榮

（中國水利水電第一工程局有限公司四川分局，四川成都610041）

近幾年隨著世界經(jīng)濟的進步發(fā)展，公路橋梁界的變化極為顯著，同時也在施工過程出現(xiàn)不少安全事故。為順利進行橋梁施工及保證橋梁在使用在的安全耐久性，橋梁施工監(jiān)測工作的重要性不言而喻。而本文針對高海拔地區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的施工監(jiān)控，將做以下深入的解析，以確保我國橋梁施工能安全進行，并有效延長橋梁使用壽命。

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋高海拔地區(qū)施工監(jiān)控

在橋梁設(shè)計計算理論、施工技術(shù)特別是預(yù)應(yīng)力技術(shù)飛速發(fā)展進步的今天，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋以自身所特有的優(yōu)點，在橋梁施工中被廣泛應(yīng)用。但預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋在懸臂施工中，梁段撓度等已建成的結(jié)構(gòu)行為是無法在后期橋梁施工中進行調(diào)節(jié)的，因此，要確保混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋內(nèi)力及成橋線形符合設(shè)計要求，和保證在橋梁對稱懸臂澆筑的安全施工，就必須開展橋梁施工監(jiān)控工作。

1　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控影響因素

由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控，主要在于控制線性確保順利合龍和成橋后線性能夠通暢，以及控制內(nèi)力保證結(jié)構(gòu)力學(xué)狀態(tài)更合理。而這兩個目的要實現(xiàn)，就必須分析所有影響橋梁施工的因素，才能針對性有效的進行監(jiān)控。

1.1結(jié)構(gòu)參數(shù)

在模擬分析施工控制中結(jié)構(gòu)施工時結(jié)構(gòu)參數(shù)是最基本的資料，結(jié)構(gòu)參數(shù)是否準確對分析結(jié)果有著極大的影響。其包括這幾方面的內(nèi)容：

（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸大小與截面剛度大小密不可分，結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形等會受到間接影響。（2）混凝土彈性模量。由于混凝土屬于復(fù)合材料，包括砂、細集料、泥漿或砂漿等，因此在分析和設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土彈性模量也至關(guān)緊要。（3）同時還有混凝土容重。在橋梁施工中結(jié)構(gòu)荷載最重要部分即主梁混凝土容重，不過在施工中混凝土容重時常變化，離散型較大不能進行很好的控制，一旦實際值與設(shè)計取用值相差較大，將會直接影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，所以必須嚴格控制。（4）材料熱膨脹系數(shù)特別是鋼結(jié)構(gòu)熱膨脹系數(shù)也將影響施工控制。（5）施工荷載。在懸臂施工特別是大懸臂階段，掛籃、預(yù)應(yīng)力等施工荷載影響著結(jié)構(gòu)整體受力，取值范圍必須根據(jù)實際情況而定。（5）預(yù)應(yīng)力既可增加并提高結(jié)構(gòu)整體剛度和承載力，也可減輕并優(yōu)化結(jié)構(gòu)重量和空間利用，保證結(jié)構(gòu)的美觀安全。在實際施工中預(yù)應(yīng)力易受到損失，比如錨具變形、預(yù)應(yīng)力筋與臺座間的溫差、預(yù)應(yīng)力筋松弛等都是其影響因素。

1.2施工監(jiān)測

橋梁施工控制最重要的組成部分就是結(jié)構(gòu)監(jiān)測，包括應(yīng)力、幾何、安全、穩(wěn)定等多方面監(jiān)測?，F(xiàn)階段檢查手段更多是依靠人工操作，尚存不少缺點比如測點布置少、自動化程度低、反饋周期長等，所以結(jié)構(gòu)監(jiān)測總是避免不了出現(xiàn)誤差。這些誤差可能會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)狀態(tài)較差，或是造成實際狀態(tài)與設(shè)計狀態(tài)吻合較好的假象，因此，施工控制的關(guān)鍵在于快速有效、全面準確的測量。

1.3其他因素

保證工程施工安全快速的前提是合理化、精確化的施工工藝，反之，不合理的施工工藝，會放慢工程進度，給施工控制造成偏差，影響工程施工的最終目標。以及橋梁施工管理問題，施工是否正常有序的進行與其關(guān)系極大，施工進度貼近計劃，施工控制才能更高效，保證結(jié)構(gòu)符合預(yù)期目標。此外，還有混凝土收縮徐變、溫度變化、結(jié)構(gòu)模型計算，都是影響施工控制的因素。

2　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方法分析

2.1施工監(jiān)控法

目前，橋梁施工監(jiān)控方法包括：參數(shù)與自適應(yīng)參數(shù)識別調(diào)整法、最佳成橋狀態(tài)法、最小二乘法、無壓力狀態(tài)控制法、卡爾曼濾波法、順推法、線性回歸分析法、灰色預(yù)測控制系統(tǒng)、零彎矩拼裝法、日本的施工精度控制系統(tǒng)，以及具有預(yù)測功能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這些方法都受到橋梁研究者的高度重視。

2.2結(jié)構(gòu)分析法

大跨度橋梁均是分階段遞進式完成整體施工的。橋梁結(jié)構(gòu)最終成型，會經(jīng)過漫長而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換以及施工過程，橋梁施工過程每個階段受力和變形方面都必須通過科學(xué)合理的計算方法和理論分析來實現(xiàn)最理想狀態(tài)，才能有效控制其各階段的結(jié)果行為，保證最終成橋線形及受力符合設(shè)計需求。因此結(jié)構(gòu)計算法不能能描述整個施工過程，反映其受力行為，更能確定其各階段的理想狀態(tài)，提供給施工中間目標狀態(tài)。當前應(yīng)用最普及的計算方法主要有：正裝分析法、倒拆分析法。從理論角度來看，計算參數(shù)取值只要恰當，正裝分析法計算出的恒栽內(nèi)力基本可吻合設(shè)計期望的線性狀態(tài)；倒拆分析法基于成橋狀態(tài)之上，以與之相反的順序，對各階段施工內(nèi)力及位移進行依次計算，從而確定施工工程中橋梁的理想狀態(tài)。通常采取平面桿系有限元這兩種計算方法比較容易實現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制，要考慮懸臂施工狀態(tài)中和計入進入超靜定體系后的混凝土徐變收縮變形及機構(gòu)內(nèi)力變形影響。然而在時間上收縮徐變計算智能是順序的，即可采用正裝分析法，倒拆分析法卻是與之相反。雖然這是預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定機構(gòu)分析特點，卻也是難點所在。

2.3應(yīng)力控制

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工工程及成橋狀態(tài)受力情況是否符合設(shè)計要求，是施工控制需要明確的關(guān)鍵問題。要及時了解應(yīng)力實際狀態(tài)需要通過監(jiān)測結(jié)構(gòu)應(yīng)力來實現(xiàn)，但凡發(fā)現(xiàn)實際應(yīng)力狀態(tài)不符理論計算應(yīng)力力狀態(tài)，則需用檢查和調(diào)節(jié)原因，以確保應(yīng)力狀態(tài)在允許范圍內(nèi)變化。結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)控并非變形監(jiān)控般簡單，應(yīng)力監(jiān)控不到位對結(jié)構(gòu)影響極大，嚴重的將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞，所以，應(yīng)力控制極為重要，必須進行嚴格監(jiān)控。橋梁施工前幾個懸臂階段，梁體剛度較大，擾度較小；而后期懸臂長度增加，擾度也會隨之增大。所以，針對較短懸臂施工，應(yīng)力控制是主要，線性控制為輔助；但長懸臂施工，則線性控制為主要，應(yīng)力控制為輔助。通過對結(jié)構(gòu)應(yīng)力的嚴格控制，從而保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，有效的延長橋梁在投入使用后的壽命。

3　結(jié)語

綜上所述，橋梁使用壽命要得以保證并有效延長，施工控制的關(guān)鍵，其實不管是高海拔地區(qū)還是其他地區(qū)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工，都需要嚴格控制各施工環(huán)節(jié)，分析影響施工控制的因素和施工監(jiān)控方法，針對當?shù)厥┕嶋H情況，進行合理科學(xué)的監(jiān)控，才能正常的開展各項施工，促進施工進度的加快，在預(yù)期工期內(nèi)保質(zhì)保量的完成工程項目施工。

［1］劉杰.高海拔地區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的施工監(jiān)控分析［D］.西南交通大學(xué)，2010.

［2］韓引.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控分析研究［D］.西南交通大學(xué)，2013.

孫永吉（1978—），男，吉林蛟河人，本科，畢業(yè)于武漢大學(xué)畢業(yè)，研究方向：水利水電施工管理。