淺談大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋施工控制技術(shù)應(yīng)用

馬非

（中交四公局投資事業(yè)部，呼和浩特 010000）

1 引言

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，各種新型建筑工程工藝逐漸引入建筑行業(yè)中，極大地提升了建筑效率和建筑速度。斜拉橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、使用壽命長、工程安全性高，在我國橋梁建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，但由于斜拉橋施工效果往往會與預(yù)期效果之間存在一定的偏差，影響最終工程質(zhì)量，因此必須對斜拉橋施工控制技術(shù)進(jìn)行研究和分析，保證橋梁運(yùn)行的安全性和可靠性。

2 大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋施工概況

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)體系的完善，橋梁公路的建設(shè)工程項(xiàng)目越來越多，建設(shè)質(zhì)量也不斷得到提升，斜拉橋具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)模式，廣泛應(yīng)用于橋梁的施工過程之中。但是由于斜拉橋?qū)儆诟叽纬o定體架構(gòu)，在斜拉橋的建設(shè)過程中不可避免地會產(chǎn)生一定的誤差，導(dǎo)致實(shí)際施工結(jié)果與預(yù)期產(chǎn)生偏差[1]。如果不能嚴(yán)格地調(diào)整和管控施工過程中的偏差，會影響整體橋梁的施工質(zhì)量。當(dāng)前，我國已經(jīng)修建起大量的斜拉橋，這對我國交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著十分重要的作用。鋼主梁形式結(jié)構(gòu)一般用于跨度大于500m以上的斜拉橋，斜拉橋技術(shù)目前在世界范圍內(nèi)已經(jīng)有了十分廣泛的應(yīng)用，運(yùn)用技術(shù)手段對斜拉橋的質(zhì)量和誤差進(jìn)行控制，可以降低誤差對橋梁穩(wěn)定性的影響，提高斜拉橋的安全性和可靠性。

建筑技術(shù)的不斷發(fā)展使得斜拉橋的跨度也不斷增加，施工誤差對施工質(zhì)量的影響也更加顯著。因此，在進(jìn)行斜拉橋施工控制技術(shù)研究中，需要對涉及的施工方案的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行分析和探究，包括應(yīng)力測試技術(shù)、線形測量技術(shù)、索力測試技術(shù)、溫度測試和分析技術(shù)、現(xiàn)代控制理論以及誤差分析和調(diào)整手段[2]。

3 大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋施工控制技術(shù)

3.1 大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋施工控制要點(diǎn)

大跨度鋼箱梁斜拉橋施工控制技術(shù)與常規(guī)的PC 梁斜拉橋施工控制技術(shù)相比存在很多不同的特點(diǎn)，包括施工控制、目標(biāo)多元化、誤差來源多元性、施工控制調(diào)整手段局限性和溫度影響顯著性等。由于大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋施工所涉及的技術(shù)和要點(diǎn)較多，時間持續(xù)較長，產(chǎn)生施工誤差的原因多種多樣，相應(yīng)的施工控制目標(biāo)也具有多樣性的特點(diǎn)。在鋼箱梁斜拉橋施工過程中，主要的控制目標(biāo)包括施工類目標(biāo)、焊接類目標(biāo)、內(nèi)力類目標(biāo)以及線形類目標(biāo)等。在進(jìn)行鋼箱梁焊接過程中，由于焊縫的收縮，還會導(dǎo)致施工狀態(tài)存在差異，因此，在進(jìn)行施工控制技術(shù)分析時，要注意相應(yīng)誤差的產(chǎn)生原因并制定消除的措施和方案。

大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋的施工過程中會遇到各種各樣誤差的影響因素，包括焊縫收縮影響、施工操作影響、測量影響以及計(jì)算影響等。誤差因素可以通過技術(shù)分析和反復(fù)的實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行有效控制。因此，在施工過程中需要對施工現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行分析和考察，建立誤差模型，預(yù)測施工期間可能遇到的誤差和影響誤差的因素，并采取有效的措施進(jìn)行改善。誤差影響因素的多樣性也導(dǎo)致控制目標(biāo)的多元性的特征。在實(shí)際控制過程中，需要再從焊接、施工、測量以及計(jì)算等多種方面來實(shí)現(xiàn)，注意施工誤差影響的每一個細(xì)節(jié)，做好目標(biāo)控制工作，將每個方面都融入整體當(dāng)中進(jìn)行考慮。在施工過程中，由于溫度、環(huán)境、氣候等因素的影響，還會導(dǎo)致施工時存在構(gòu)件溫度場分布差異情況，影響施工計(jì)算分析和施工過程控制，干擾施工精度，增大施工誤差。所以，在實(shí)際施工過程中，一定要重視對施工關(guān)鍵工序的控制，斜拉橋主跨合龍階段需要進(jìn)行連續(xù)的溫度監(jiān)測以及正確梁長的測定，確定合理的合龍段長度以及施工方案。

3.2 大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋施工控制技術(shù)特點(diǎn)

斜拉橋施工控制主要包括施工控制技術(shù)和施工控制組織體系兩部分內(nèi)容。在進(jìn)行斜拉橋施工誤差分析和控制工作之前，首先需要對斜拉橋施工控制涉及的各種內(nèi)容和體系進(jìn)行研究與分析。作為一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，斜拉橋施工控制會面臨各種各樣因素的影響，制約斜拉橋施工控制的質(zhì)量。因此，必須要對斜拉橋施工的整個過程進(jìn)行研究和分析，明確施工控制技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在施工之前，設(shè)計(jì)人員需要對施工場地的實(shí)際情況進(jìn)行全面系統(tǒng)的勘測和研究，收集歸納資料，對影響施工過程的因素和當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件進(jìn)行信息分析，并根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)完成計(jì)算分析工作，制定合理有效的施工方案和施工規(guī)劃圖，為施工提供專業(yè)的理論支撐和技術(shù)保障，保證施工工程項(xiàng)目得以順利安全的推進(jìn)。在施工期間，由于溫度會對整體施工質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，因此要對溫度情況進(jìn)行模擬分析，探討能夠降低溫度對施工質(zhì)量的影響的方法，設(shè)置相應(yīng)的溫度監(jiān)控點(diǎn)，對溫度變化情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和分析，盡可能地避免溫度帶來的誤差。

4 斜拉橋施工控制技術(shù)的應(yīng)用

4.1 工程概況

大黑河斜拉橋（135m+135m）為拱形四塔柱的單塔雙索面、塔墩固結(jié)、塔梁分離體系，主橋長270m，布置形式為2×135m，橋梁總高度86m，其中，橋面以下21m，橋面以上65m。主墩設(shè)置在大黑河河心洲上，單孔分別跨越南北兩側(cè)河道及岸上巡河路，樁基為50根長95m，直徑為2m的C35水下混凝土摩擦樁，承臺為24m×50m×6m的C35 普通混凝土大承臺，主墩為C50普通混凝土下塔柱，主梁為鋼混組合梁，拉索采用扇形雙索面平行鋼絲。

4.2 大黑河斜拉橋施工控制技術(shù)分析

大黑河斜拉橋在建設(shè)之前由專業(yè)技術(shù)人員建立科學(xué)系統(tǒng)的施工控制體系，主要對斜拉橋主梁應(yīng)力和溫度影響進(jìn)行控制，對大黑河斜拉橋施工當(dāng)?shù)氐那闆r進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析，明確影響施工正常進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)因素，建立預(yù)警機(jī)制。加強(qiáng)對施工技術(shù)和施工人員的管理，從而最大程度地降低施工誤差，保證施工誤差控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)。在該橋梁大跨度焊接工程項(xiàng)目中，要求焊接人員實(shí)現(xiàn)控制線形平順，保證焊接質(zhì)量，縮短施工時間，加快施工進(jìn)度。

該斜拉橋的鋼箱梁采用懸臂吊裝的方法進(jìn)行施工，施工內(nèi)容包括鋼箱梁梁段起吊到位、確定鋼箱梁匹配并調(diào)整箱梁梁段的標(biāo)高，之后完成對鋼箱梁環(huán)縫的焊接，進(jìn)行斜拉索第一次張拉，用吊機(jī)移動到位之后完成第二次張拉。在大黑河斜拉橋施工控制中，通過建立完善的施工控制體系，明確施工期間會導(dǎo)致加大施工誤差的各項(xiàng)因素，利用控制網(wǎng)絡(luò)理論，處理多元化控制目標(biāo)，并采用溫度控制技術(shù)，減少溫度對施工誤差的影響。

在施工之前進(jìn)行預(yù)測計(jì)算是保證大黑河斜拉橋施工順利進(jìn)行的重要因素，根據(jù)工程施工情況和施工環(huán)境，制定合理的計(jì)算參數(shù)，分析整個施工過程的影響因素，采用加速度傳感器以及錨索計(jì)對施工過程中的斜拉索立進(jìn)行測試。在索塔下橫梁的上下塔柱斷面設(shè)置相應(yīng)的應(yīng)力測試點(diǎn)，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)和構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)，在混凝土內(nèi)部預(yù)埋鋼弦計(jì)，測量內(nèi)部應(yīng)力情況。然后結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)特征以及靜動實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行誤差的長期觀測和實(shí)時監(jiān)控。大黑河斜拉橋的施工控制原則是以線形控制為首要的施工標(biāo)準(zhǔn)，盡可能地將連接段焊縫寬度和索力寬度等多元化的控制目標(biāo)控制在規(guī)定誤差范圍之內(nèi)，保證施工精度。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著現(xiàn)代建筑體系的不斷發(fā)展和完善，大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋技術(shù)越來越成熟，在當(dāng)前長度要求較長，安全性要求較高，車流量大的橋梁建筑中有十分廣泛的應(yīng)用。本文主要通過對大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋當(dāng)前施工概況的探究，指出控制施工期間誤差的施工控制技術(shù)，并以大黑河斜拉橋建筑工程項(xiàng)目為例，指出施工控制技術(shù)的具體應(yīng)用方案，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)建筑行業(yè)提供一定的參考。