許國(guó)國(guó)

摘要：隨著交通事業(yè)的發(fā)展，交通量、荷載等級(jí)、行車速度等必然提高，還有一些不可預(yù)測(cè)的自然破壞力也將危及橋梁的安全。因此，為了交全可靠的建好每座橋，施工控制將變得十分重要，是橋梁建設(shè)的安全保證。本文主要介紹預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋施工控制的有關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；混凝土；橋梁；施工控制；測(cè)量

前 言

連續(xù)剛構(gòu)是采用柔性橋墩，使墩梁固結(jié)、主梁連續(xù)形成連續(xù)剛構(gòu)橋，它是T形剛構(gòu)與連續(xù)梁結(jié)合的一種新型體系。九十年代以來，連續(xù)梁橋以其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)得到了迅速的發(fā)展，但施工中需要梁墩臨時(shí)固結(jié)和進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，同時(shí)需設(shè)置大噸位的盆式橡膠支座，增加了養(yǎng)護(hù)工作和費(fèi)用。隨著高強(qiáng)混凝土、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼材、大噸位張拉錨固體系的應(yīng)用與發(fā)展，由于其具有大跨、高墩的能力，且施工中省工、省料、省時(shí)，因而大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋得到了迅速發(fā)展。

一、施工監(jiān)控項(xiàng)目研究目的和意義

連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控的目的是通過在施工過程中對(duì)位移、撓度、應(yīng)力、溫度的監(jiān)測(cè)和采取施工控制，從而確保施工的安全和結(jié)構(gòu)內(nèi)力符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，確保大橋主橋順利合攏，線形符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)施工單位提出的施工方案，對(duì)大橋進(jìn)行模擬施工、運(yùn)營(yíng)階段的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)分析，在技術(shù)角度對(duì)施工方案作出一定評(píng)價(jià)，以便相關(guān)單位及時(shí)對(duì)施工方案進(jìn)行修改或確認(rèn)。

二、橋梁主跨模擬施工運(yùn)營(yíng)階段的結(jié)構(gòu)分析

結(jié)構(gòu)分析是結(jié)構(gòu)施工控制的一項(xiàng)重要工作，結(jié)構(gòu)分析采用非線性有限元法，結(jié)構(gòu)施工過程一般有倒退分析與前進(jìn)分析兩種方法。結(jié)構(gòu)分析需要在橋梁主跨施工前提前進(jìn)行。在橋梁的主跨施工懸澆施工前，監(jiān)控人員根據(jù)施工方案中的施工過程與成橋運(yùn)營(yíng)情況，通過相關(guān)專業(yè)軟件，參考施工方案和實(shí)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行各施工狀態(tài)及成橋后的內(nèi)力與位移計(jì)算，從而確定結(jié)構(gòu)各施工階段的內(nèi)力與位移理論值，計(jì)算還可分析確定出橋梁的預(yù)拱度。

三、掛籃施工

掛藍(lán)是一個(gè)能沿梁頂滑動(dòng)或滾動(dòng)的承重構(gòu)架，其錨固懸掛在已施工的前端梁段上，在掛藍(lán)上可進(jìn)行下一節(jié)段的模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道的安裝、混凝土的澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿等工作，完成一個(gè)節(jié)段循環(huán)后，掛藍(lán)即可前移就位，進(jìn)行下一節(jié)段的懸臂灌筑，直至懸臂灌筑完成。橋掛藍(lán)結(jié)構(gòu)形式為菱形，考慮現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，桿件聯(lián)結(jié)方式為銷接，行走采用后錨自錨式結(jié)構(gòu)及前支座滑動(dòng)方式，主體結(jié)構(gòu)由主桁、橫梁及底模架、懸吊系統(tǒng)、行走系統(tǒng)和模板組成。

四、懸臂施工

懸灌段施工開始頭幾個(gè)節(jié)段，由于氣溫較低，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)慢，加之各工序的銜接不理想，操作不夠熟練，施工質(zhì)量也不夠穩(wěn)定，因而，一節(jié)箱梁的施工周期長(zhǎng)達(dá)10天。通過一段時(shí)間的實(shí)踐后，逐漸掌握了施工規(guī)律，各工序操作熟練程度有所提高，工序間的銜接比較緊密，使施工周期縮短到平均7天，最短達(dá)6天。待合攏段施工后即可拆除掛籃。拆除順序與安裝順序相反。

五、現(xiàn)場(chǎng)施工控制

1.現(xiàn)場(chǎng)控制

連續(xù)剛構(gòu)成橋線型將直接影響其結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，因此，在連續(xù)剛構(gòu)施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制每一節(jié)段豎向撓度及橫向偏位。

1.1 加強(qiáng)原材料進(jìn)場(chǎng)審批制度：對(duì)進(jìn)場(chǎng)的原材料范規(guī)定進(jìn)行材料性能，必須有原材料合格試驗(yàn)報(bào)告復(fù)檢，復(fù)檢合格后方可使用，材料進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)按規(guī)對(duì)沒有合格試驗(yàn)報(bào)告的原材料，一律不能進(jìn)場(chǎng)。

1.2 強(qiáng)化施工計(jì)量管理：對(duì)混凝土攪拌機(jī)、張拉千斤頂?shù)仍O(shè)備，在使用前必須進(jìn)行標(biāo)定，并定期檢查，出現(xiàn)異?；虺^使用期限應(yīng)立即重新標(biāo)定。

2.測(cè)量控制

2.1 施工放樣

梁段施工時(shí)，中線按設(shè)在兩岸的4個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行控制測(cè)量，立模放樣的測(cè)點(diǎn)設(shè)在底模板梁段的前緣，在立模時(shí)將上述立模標(biāo)高換算成座標(biāo)標(biāo)高。在施工過程中對(duì)全橋中線和臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行定期復(fù)核和檢查，確保各個(gè)結(jié)構(gòu)施工測(cè)量的準(zhǔn)確性。

2.2 施工觀測(cè)

重點(diǎn)對(duì)2個(gè)主墩結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工觀測(cè)，按照施工順序，每懸澆一段，在掛籃就位后澆筑混凝土前、澆筑梁段混凝土后、張拉縱向預(yù)應(yīng)力束前、縱向預(yù)應(yīng)力后、移動(dòng)掛籃前（即進(jìn)行下一節(jié)段作業(yè)前）各觀測(cè)一次。建立每次觀測(cè)要記錄好標(biāo)高、溫度、墩沉降情況等。測(cè)量結(jié)果以表格形式及時(shí)反饋并對(duì)一些意外情況在備注欄中注明。

六、參數(shù)識(shí)別與調(diào)整

連續(xù)剛構(gòu)在施工過程中最困難的任務(wù)就是撓度的計(jì)算和控制，為確保連續(xù)剛構(gòu)在成橋狀態(tài)的線形達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，施工時(shí)確定上部結(jié)構(gòu)每一施工階段的各項(xiàng)參數(shù)的確定和調(diào)整。

1.自重力

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)來說，由于容重變化、漲模、超厚所引起構(gòu)件自重的變化是沒有恒定變化規(guī)律的，但是經(jīng)常發(fā)生。為確定塊件實(shí)際重量，可預(yù)先在懸臂根部某截面處的箱梁頂?shù)装鍍?nèi)埋置應(yīng)力傳感器。對(duì)于k施工階段在塊件混凝土澆筑前后，觀測(cè)到截面I（距懸臂根部1.5m處）頂、底板的應(yīng)力變化量分別為 ，令于頂?shù)装鍛?yīng)力觀測(cè)值 的懸臂端塊件重量分別為。

應(yīng)變計(jì)是根據(jù)變形轉(zhuǎn)換為應(yīng)力的工作原理研制的，因此量測(cè)的應(yīng)力值中會(huì)含有收縮、徐變的影響。但由于該項(xiàng)檢測(cè)可在混凝土澆筑前后完成，時(shí)間很短，因此，收縮、徐變的影響也很小，這樣確定的P，其精度取決于應(yīng)力傳感器與頻率測(cè)定儀的精度，而與溫度變化及混凝土收縮徐變關(guān)系不大。

2.有效預(yù)應(yīng)力

大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制是一個(gè)系統(tǒng)工程，在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)施工總體組織工作，同時(shí)，方案設(shè)計(jì)工作也應(yīng)科學(xué)命題，通過完善的施工控制確保施工過程始終控制在可控狀態(tài)下。然而，連續(xù)剛構(gòu)在施工過程中最困難的任務(wù)就是撓度的計(jì)算和控制，為確保連續(xù)剛構(gòu)在成橋狀態(tài)的線形達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，施工時(shí)確定上部結(jié)構(gòu)每一待澆梁段的預(yù)拱度非常重要。

七、結(jié)束語

橋梁施工控制作為一門新興的學(xué)科，主要指導(dǎo)橋梁施工，做好過程控制，確保目標(biāo)橋梁線形、內(nèi)力符合設(shè)計(jì)要求，其涉及結(jié)構(gòu)、試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)、測(cè)控儀器、通訊等多學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)。本人覺得以下幾方面仍需從事監(jiān)控的科研工作者繼續(xù)努力：橋梁控制要不光只在施工階段，還要在橋梁使用階段長(zhǎng)期進(jìn)行健康檢測(cè)。因此研發(fā)出性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)（如可達(dá)50年）的應(yīng)力溫度傳感器，可以做到施工時(shí)埋設(shè)傳感器，兼顧橋梁的使用階段進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)。多學(xué)科配合，開發(fā)出成熟穩(wěn)定的智能控制研究系統(tǒng)， 有配套的分析軟件，能實(shí)時(shí)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將結(jié)果能以圖像動(dòng)態(tài)的直觀顯示，使得橋梁健康監(jiān)測(cè)智能化、系統(tǒng)化、信息化。

參考文獻(xiàn)：

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