預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)在大跨度鐵路橋梁的研究

高俊彥

摘要： 近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也得到了越來越快的發(fā)展，特別是對(duì)一些大跨度鐵路橋梁的建設(shè)。因?yàn)樵诮ㄔO(shè)這類設(shè)施時(shí)，需要有著很高的技術(shù)，為了確保大跨度鐵路橋梁的施工，需要認(rèn)真探討大跨度鐵路橋梁的預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)，這樣才能確保橋梁的施工質(zhì)量和施工安全。

Abstract： In recent years， with the continuous development of China's economy， infrastructure construction has been developing more and more rapidly， especially for some large-span railway bridges， which requires high technology in construction. In order to ensure the construction of the long-span railway bridge， the prestressed construction control technology of the long-span railway bridge needs to be seriously discussed so as to ensure the construction quality and construction safety of the bridge.

關(guān)鍵詞： 大跨度鐵路橋梁；預(yù)應(yīng)力；施工控制技術(shù)

Key words： long-span railway bridge；prestress；construction control technology

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）08-0135-03

0 引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)在近年來得到了較快的發(fā)展，這得益于我國(guó)鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，混凝土橋梁是鐵路交通運(yùn)輸中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它在整個(gè)的社會(huì)交通運(yùn)輸中也發(fā)揮出了重要的作用。在建設(shè)鐵路橋梁的過程中，大跨度預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是一項(xiàng)常用的技術(shù)，它具有很多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，比如跨越能力強(qiáng)等，但是在具體的實(shí)施過程中，仍然存在著較多的問題，需要加強(qiáng)對(duì)其施工技術(shù)的控制工作，只有這樣才能讓橋梁的施工質(zhì)量得到保證。

1 大跨度鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)提高的必要性分析

1.1 鐵路橋梁質(zhì)量能得到保證 建設(shè)大跨度的鐵路橋梁是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程，在其設(shè)計(jì)和施工的過程中存在著很大的難度，所以需要具備很高的大跨度鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，只有將施工技術(shù)提高，才能確保好鐵路橋梁的質(zhì)量。大跨度鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)得到高度重視，因?yàn)樗顷P(guān)系到鐵路橋梁安全的關(guān)鍵，只有這樣才能將施工技術(shù)水平提高。

1.2 鐵路橋梁的安全能得到保證 在建設(shè)鐵路橋梁的過程中需要首先確保安全，在建設(shè)大跨度鐵路橋梁的過程中，存在很多的施工技術(shù)難題，這些技術(shù)性的難題很難解決，也就給鐵路橋梁埋下了安全隱患，所以要想將鐵路橋梁的安全性提高，需要首先將施工技術(shù)水平提高。只有技術(shù)水平提高了，鐵路橋梁的使用安全才能得到保證，在這個(gè)過程中還需要仔細(xì)審核施工計(jì)劃和施工方案等，避免留下安全隱患。

2 大跨度預(yù)應(yīng)力鐵路橋梁施工控制的內(nèi)容分析

2.1 控制橋梁的結(jié)構(gòu)變形 在大跨度預(yù)應(yīng)力鐵路橋梁的施工中，需要對(duì)橋梁的實(shí)際尺寸和設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行比對(duì)，這樣才能更好地計(jì)算結(jié)構(gòu)的尺寸和實(shí)際的偏差情況，以便于采取相關(guān)的控制措施，使得偏差能在允許范圍之內(nèi)。

2.2 控制橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力 控制橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力指的是對(duì)橋梁的錨具和張拉等情況進(jìn)行仔細(xì)的核對(duì)，同時(shí)控制壓力表等的性能，在應(yīng)力控制的過程中，需要及時(shí)處理預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉問題，仔細(xì)核對(duì)鋼筋的伸長(zhǎng)值。

2.3 控制橋梁的穩(wěn)定性 控制橋梁的穩(wěn)定性指的是對(duì)一些局部構(gòu)件和整體等進(jìn)行控制，通過計(jì)算軸心受壓公式等對(duì)鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而確保更好地控制大跨度預(yù)應(yīng)力鐵路橋梁各結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3 大跨度鐵路橋梁施工準(zhǔn)備階段

3.1 分析大跨度鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)情況 在建設(shè)鐵路橋梁的準(zhǔn)備階段，一般需要先分析鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)情況，分析方法有三種，一種是正裝分析法，在鐵路橋梁的施工過程中因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)各不相同，所以需要分析各部分結(jié)構(gòu)的受力變形情況，還需要將鐵路橋梁具體需要施工的位置測(cè)算出來，位置不同所選用的方法也是不同的，控制工程結(jié)構(gòu)在合適的范圍內(nèi)。第二種方法是無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法，使用這種方法的前提是鐵路橋梁施工中的一些結(jié)構(gòu)的曲率和要件保持不變，然后分析鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)要件，并詳解結(jié)合這些結(jié)構(gòu)要件的安裝和結(jié)束進(jìn)程，這樣可以為分析結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。第三種方法是倒裝分析法。倒裝分析法指的是在分析的過程中不是沿著施工順序進(jìn)行，而是倒著施工順序來分析鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)，同時(shí)對(duì)橋梁的承載狀況等進(jìn)行測(cè)算，按照施工順序倒序進(jìn)行計(jì)算，從而將各結(jié)構(gòu)的分析參數(shù)倒擠出來。在實(shí)際的橋梁施工中一般會(huì)綜合使用三種方法，例如需要在江面上修建一座橫跨兩岸距離為1000m的橋梁，且該橋梁需要距離下游300m。在建設(shè)中，需要達(dá)到一定的技術(shù)條件：荷載在設(shè)計(jì)中需要確保達(dá)到：重型汽車—超23級(jí)；水位達(dá)到30m；強(qiáng)度控制在Ⅶ度；橋面的主干道寬度為30m，人行橫道的寬度為4m，如圖1、2所示。

經(jīng)過計(jì)算知，橋梁中心到截面的最大距離是99m，但是在實(shí)際計(jì)算中標(biāo)高的偏差值和計(jì)算值只有-78mm和-103.6mm，這對(duì)橋的整體質(zhì)量造成了影響。此外，如果橋梁采用的是三跨一連的方式，為了確保在施工中大跨度預(yù)應(yīng)力鐵路橋梁符合設(shè)計(jì)的要求，橋的跨度應(yīng)為120+170+120=410m，也就是是三部分的和，因?yàn)閷?duì)于橋面來說它是連續(xù)的。對(duì)于主橋來說，它的懸臂被分成了24個(gè)階段，每段的長(zhǎng)度大約在3.5m，這樣橋的全長(zhǎng)就是1600m，在實(shí)際施工中這樣的橋梁具有很大的難度。

3.2 合理應(yīng)用線性控制技術(shù) 在建設(shè)大跨度的鐵路橋梁的過程中，需要用強(qiáng)大的技術(shù)作為后盾，在這些技術(shù)中線性控制技術(shù)比較常見，使用線性控制技術(shù)主要是為了對(duì)整個(gè)鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)建設(shè)進(jìn)行線性控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)施工過程的控制。在鐵路橋梁的線性控制系數(shù)中，預(yù)拱度是一個(gè)很重要的參數(shù)，它能影響到鐵路橋梁的核算，同時(shí)還影響到了預(yù)應(yīng)力的檢查。線性控制技術(shù)能有效監(jiān)測(cè)、控制和評(píng)價(jià)橋梁的預(yù)拱度，所以對(duì)鐵路橋梁的順利完工意義重大，所以一定要合理運(yùn)用線性控制技術(shù)，使得鐵路橋梁的建設(shè)更加的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

3.3 選擇大跨度鐵路橋梁的類型 在鐵路橋梁的建設(shè)初期，應(yīng)首先對(duì)鐵路橋梁的類型和形狀等進(jìn)行考慮，這需要參照當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況和氣候條件，在綜合分析各種具體問題后再選擇適合的鐵路橋梁。比如，建設(shè)在華北平原地區(qū)和西北山區(qū)的鐵路橋梁在類型選擇上就會(huì)有著很大不同，主要是因?yàn)檫@兩地的地質(zhì)情況和氣候條件不同所造成的。一般來說，普遍地區(qū)的鐵路橋梁大都會(huì)選擇使用T型或是槽型的截面，在選擇的過程中也要對(duì)預(yù)應(yīng)力作用進(jìn)行考慮，橋梁的承載量會(huì)受此影響，選擇何種橋梁建設(shè)需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行分析。

4 大跨度鐵路橋梁施工階段施工技術(shù)的提高

4.1 嚴(yán)格控制施工材料 在鐵路橋梁建設(shè)中施工材料對(duì)施工質(zhì)量有著直接的影響作用，所以在施工前和施工中都需要對(duì)施工材料進(jìn)行嚴(yán)格的控制，所謂的控制既包括嚴(yán)格控制施工材料質(zhì)量，又包括嚴(yán)格控制施工材料的成本。同時(shí)，和施工材料相關(guān)的一些機(jī)器設(shè)備的使用完整性等也需要進(jìn)行考慮，防止因?yàn)槭┕げ牧隙鴮?dǎo)致的橋梁質(zhì)量問題出現(xiàn)。鐵路橋梁的使用質(zhì)量和使用壽命及使用安全受到預(yù)應(yīng)力橋梁施工質(zhì)量的影響，所以相關(guān)工作人員應(yīng)對(duì)此高度重視起來，將每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制工作都落到實(shí)處，切實(shí)做好質(zhì)量控制工作，讓鐵路橋梁預(yù)制安裝工程的質(zhì)量能切實(shí)得到保證。

4.2 施工人員的素質(zhì)應(yīng)得到提高 在施工中施工人員的素質(zhì)高低很重要，它直接影響到了鐵路橋梁的施工質(zhì)量。在工程施工中應(yīng)排專門的人員參與各項(xiàng)工程的實(shí)施，這樣可以保證鐵路橋梁更好地完工，不要出現(xiàn)人員配備不足或是人員能力不夠等問題，這不僅會(huì)影響到施工的質(zhì)量，同時(shí)還會(huì)影響到工程進(jìn)度，甚至?xí)＜暗绞┕と藛T的人身安全。所以，在管理施工人員的過程中，需要開展必要的人員培訓(xùn)，確保每一個(gè)施工人員在合格后才上崗。讓每一個(gè)施工人員都明白自身的工作職責(zé)，這樣可以進(jìn)一步提高施工的安全性。

4.3 施工程序需要進(jìn)行嚴(yán)格控制 在實(shí)施大跨度鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的過程中，必須要嚴(yán)格遵守施工程序，這對(duì)施工建設(shè)很重要，因?yàn)樗粌H關(guān)系到鐵路橋梁施工的質(zhì)量，同時(shí)也能有效將預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)貫徹其中。在施工中，對(duì)鋼筋骨架等的作業(yè)需要依照相關(guān)的規(guī)則來進(jìn)行，施工人員在施工現(xiàn)場(chǎng)必須要按照施工程序來進(jìn)行作業(yè)絕對(duì)不允許出現(xiàn)違章操作的情況。在施工中拆裝一些重要的零部件時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)的步驟進(jìn)行。

4.4 嚴(yán)格控制溫度變化 鐵路橋梁受到溫度變化的影響，其結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形等，隨著溫度的變化該影響會(huì)發(fā)生不同的變化。如果溫差過大的話，鐵路橋梁各結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)較大變形和附加壓力。在具體的工程施工中不能忽視這點(diǎn)，需要加強(qiáng)對(duì)溫度變化的控制。因?yàn)闇囟鹊淖兓鄬?duì)來說比較復(fù)雜，它隨著季節(jié)和日照等的情況而發(fā)生不同的變化，因?yàn)檫@些因素需要控制，所以在具體的施工中需要經(jīng)過大量的實(shí)測(cè)來進(jìn)行影響因素的排除工作。

5 大跨度鐵路橋梁施工后期的管理及結(jié)構(gòu)測(cè)量

5.1 測(cè)量整體軸線和橋梁撓度 在建設(shè)鐵路橋梁的后期階段，受到各種因素的影響，一般的預(yù)算和計(jì)劃情況可能與實(shí)際并不相符，所以對(duì)鐵路橋梁的測(cè)量工作必須要加強(qiáng)，這樣才能避免出現(xiàn)一些意外情況，特別是測(cè)量整體軸線和橋梁撓度。在測(cè)量的過程中，必須要選擇精準(zhǔn)的測(cè)量器具，避免出現(xiàn)不必要的測(cè)量誤差，同時(shí)測(cè)量應(yīng)按照相應(yīng)的程序來進(jìn)行，先進(jìn)行標(biāo)高和梁軸線的測(cè)量，然后再對(duì)施工中的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)用水準(zhǔn)儀進(jìn)行校準(zhǔn)。

5.2 測(cè)量橋墩高度 對(duì)于大跨度的鐵路橋梁建設(shè)來說，它的建設(shè)難度很大，這樣就容易造成很多后續(xù)的質(zhì)量問題。比如，測(cè)量橋墩的高度，測(cè)量橋墩的高低是查看橋梁是否發(fā)生沉降的重要標(biāo)志，同時(shí)也是對(duì)橋梁建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行控制的重要途徑，一般會(huì)分兩步進(jìn)行。第一步，將網(wǎng)點(diǎn)布置在橋梁周圍，然后采用交匯法找到橋墩頂部的坐標(biāo)，并將此作為基準(zhǔn)，將第一個(gè)基準(zhǔn)值測(cè)算出來；第二步，按照已經(jīng)測(cè)算好的橋墩頂部坐標(biāo)，將橋墩未來的上下位置變化情況測(cè)算出來，以此來推算出橋墩的沉降等問題，從而確保橋梁的質(zhì)量，避免出現(xiàn)橋梁變形等問題。

5.3 測(cè)量主梁立模標(biāo)高 為了確實(shí)能對(duì)鐵路橋梁的整體施工質(zhì)量進(jìn)行控制，需要測(cè)量立梁立模標(biāo)高，在測(cè)量中應(yīng)選擇精準(zhǔn)的水準(zhǔn)儀。在安裝完立梁立模后，就開始測(cè)量工作，在實(shí)際施工中，需要反復(fù)多次對(duì)立梁立模標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)在鐵路橋梁的施工后期也需要不定期的對(duì)橋梁進(jìn)行測(cè)量，這是確保測(cè)量準(zhǔn)確度的有效方法。

要想確保好鐵路橋梁的施工質(zhì)量，不光是要在后期進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量，而是在前期的工程施工中也要嚴(yán)格按照程序來進(jìn)行。如果鐵路橋梁在建設(shè)過程中確實(shí)是嚴(yán)格按照程序來進(jìn)行的，那么工程一定會(huì)順利完工，即使在施工時(shí)遇到一定的困難也會(huì)克服的。工程的前期順利施工，給后續(xù)的檢測(cè)工作帶來了很大的便利，同時(shí)還便于提高工程整體質(zhì)量。

6 小結(jié)

大跨度鐵路橋梁的質(zhì)量和安全受到預(yù)應(yīng)力橋梁施工質(zhì)量的直接影響，所以需要高度重視大跨度預(yù)應(yīng)力鐵路橋梁施工技術(shù)的控制。只有這樣橋梁的整體工程質(zhì)量才能得到保證，工程事故發(fā)生的幾率才能得到降低，才能確保工程質(zhì)量合乎相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，才能為我國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更好的交通保障。為了解決鐵路橋梁的相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)難題，我國(guó)通過對(duì)施工技術(shù)的研究，開展了組合結(jié)構(gòu)橋等多種橋型的研究，取得了豐碩的研究成果。隨著我國(guó)鐵路橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)會(huì)得到更好的發(fā)展。

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