羅太原
(四川川黔高速公路有限公司,四川 瀘州 646500)
隨著橋梁工程技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工提出了更高的要求。連續(xù)剛構(gòu)橋梁在施工中的空間位置與形態(tài)會(huì)隨時(shí)間的推移而改變,為此需要對(duì)其自重、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的臨時(shí)性荷載、混凝土材料的徐變等進(jìn)行嚴(yán)格控制,以保證其滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求。在連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制過程中,要將前期的預(yù)防控制與后期的調(diào)整、預(yù)測(cè)式監(jiān)督等控制措施結(jié)合起來,且因其施工過程比較復(fù)雜,所以應(yīng)將預(yù)測(cè)式監(jiān)督控制作為重點(diǎn),做好相應(yīng)的調(diào)整工作。
一般情況下,連續(xù)剛構(gòu)橋梁的主跨長(zhǎng)度在100m以上。其施工控制包括以下幾個(gè)方面:
首先,確定施工控制的方法,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建與之相適應(yīng)的調(diào)控體系和作出相應(yīng)的分析。
其次,對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行相應(yīng)檢查,檢查結(jié)果要及時(shí)反饋。
最后,在項(xiàng)目實(shí)施過程中控制各施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量,及時(shí)調(diào)整解決遇到的問題,實(shí)現(xiàn)總體控制,達(dá)到確保項(xiàng)目整體質(zhì)量的目標(biāo)。
在連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工中進(jìn)行相關(guān)的施工控制,其最主要的目標(biāo)是確保橋梁工程中的結(jié)構(gòu)安全,并使得橋梁工程的構(gòu)造和線形滿足方案設(shè)計(jì)要求。依據(jù)橋梁本身的構(gòu)造特點(diǎn),一般采用懸臂分節(jié)段的施工方法,其中包括主梁懸臂的施工控制、合龍段的施工控制、主墩的施工控制等[1]。
在主梁節(jié)段的施工過程中,主要包括立模、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉和混凝土澆筑等幾個(gè)步驟。由于連續(xù)剛構(gòu)橋梁工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)有機(jī)的整體,工程建設(shè)前期工作對(duì)建設(shè)過程及其結(jié)果有重要的影響,所以必須將試驗(yàn)檢驗(yàn)等施工控制工作落實(shí)在施工開始之前,做好充分的準(zhǔn)備,準(zhǔn)確地計(jì)算出每個(gè)單元的施工進(jìn)度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理好施工中存在的問題,從而確保橋梁建設(shè)的質(zhì)量。
在連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工中多采用懸臂施工方法。由于理論計(jì)算和實(shí)際施工參數(shù)有時(shí)會(huì)存在一定的偏差,或因環(huán)境條件變化造成施工參數(shù)滿足不了原設(shè)計(jì)文件要求等,需要通過強(qiáng)化施工過程控制,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)協(xié)調(diào)調(diào)整設(shè)計(jì)文件,解決問題,進(jìn)而在保證施工質(zhì)量的前提下穩(wěn)步推進(jìn)工程建設(shè)[2]。
當(dāng)前,我國(guó)連續(xù)剛構(gòu)橋梁的安全性和耐久性還有待提高,主要原因是施工管理水平不高。例如,有的連續(xù)剛構(gòu)橋梁會(huì)發(fā)生崩塌事故,其原因主要是施工選用的材料不符合規(guī)范要求,或是施工工藝不規(guī)范、不合理等,這些管理問題導(dǎo)致無法完全規(guī)避橋梁施工質(zhì)量問題和安全問題。
在連續(xù)剛構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)階段,存在一些問題,使得在連續(xù)剛構(gòu)橋梁建設(shè)中,部分橋梁工程存在質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家規(guī)范的情況,從而對(duì)其安全產(chǎn)生影響。例如,在連續(xù)剛構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)中,部分設(shè)計(jì)人員僅僅關(guān)注結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,對(duì)結(jié)構(gòu)體系,結(jié)構(gòu)構(gòu)造合理性和結(jié)構(gòu)本身的耐久性缺乏充分的考量。
雖然現(xiàn)階段的連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工中會(huì)通過合理選擇剛構(gòu)橋梁原材料提高其耐久性,但基于結(jié)構(gòu)構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)提升耐久性和穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)工作力度仍然存在不足,設(shè)計(jì)理論也相對(duì)陳舊。在具體落實(shí)設(shè)計(jì)工作時(shí),部分設(shè)計(jì)工作的開展基于設(shè)計(jì)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),未能在設(shè)計(jì)過程中引入先進(jìn)的理念和技術(shù)做支持。
上述原因在一定程度上影響了連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制的有效落實(shí),影響了橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和橋梁運(yùn)行的安全性。
影響連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制效果的因素有多種,具體來說,包括以下幾方面。
一是施工技術(shù)人員與管理人員缺乏溝通,導(dǎo)致不同施工環(huán)節(jié)的施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量受到影響。管控力度不足會(huì)導(dǎo)致一部分施工人員在應(yīng)用相關(guān)施工技術(shù)操作中出現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用合理性、操作規(guī)范性不足的現(xiàn)象,會(huì)影響連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用效果,使工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量受到影響。
二是外部環(huán)境中的氣象因素和溫度變化因素。在連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工過程中,溫度因素的影響,會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形問題。另外,由于溫度因素具有一定的不可控性。因此,需要在施工過程中做好監(jiān)測(cè)工作,盡可能降低溫度因素對(duì)橋梁施工質(zhì)量的影響。
三是原材料質(zhì)量因素。連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工中所應(yīng)用的原材料既要具備一定的穩(wěn)定性和強(qiáng)度,還要具備一定的耐久性。若所應(yīng)用的原材料性能和質(zhì)量存在不足,會(huì)對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋梁整體施工質(zhì)量造成一定的影響[3]。
在連續(xù)剛構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)過程中,由于部分設(shè)計(jì)人員未能將全部因素的影響情況都考慮在內(nèi),造成在設(shè)計(jì)取值時(shí)存在一定誤差,從而給連續(xù)剛構(gòu)橋梁的線形控制帶來不利影響。所以,在施工過程中,要重視設(shè)計(jì)取值的調(diào)整工作。
在施工控制中,常用的方法是將設(shè)計(jì)取值與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行比較,從而得到合理的結(jié)構(gòu)參數(shù),這樣可以準(zhǔn)確把握誤差的產(chǎn)生原因,從而“對(duì)癥下藥”,計(jì)單位則要根據(jù)工程實(shí)際及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案,減少誤差對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋梁線形控制造成的不良影響。
橋梁結(jié)構(gòu)的理論數(shù)值計(jì)算需選擇科學(xué)的計(jì)算方法,以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息,為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性提供進(jìn)一步的保障。現(xiàn)階段常用的計(jì)算方法為有限元方法。此方法可以對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋梁各個(gè)施工段的受力情況及位移情況進(jìn)行數(shù)值模擬,為連續(xù)剛構(gòu)橋梁的安全施工及施工控制提供參考。同時(shí),可結(jié)合施工中的環(huán)境因素和施工技術(shù)因素影響,以數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)提出更加科學(xué)合理的施工方案。另外,以數(shù)據(jù)為支持進(jìn)行工程項(xiàng)目施工技術(shù)應(yīng)用情況的分析,能更準(zhǔn)確地反映出連續(xù)剛構(gòu)橋梁的真實(shí)施工情況,如根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步分析、確認(rèn)橋梁是否會(huì)出現(xiàn)變形,橋梁的實(shí)際受力強(qiáng)度等信息。施工人員和設(shè)計(jì)人員需要及時(shí)進(jìn)行協(xié)同溝通,結(jié)合上述數(shù)據(jù)信息進(jìn)行進(jìn)一步的分析,以提出更加科學(xué)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
除此之外,對(duì)于剛構(gòu)橋梁中的大跨徑橋梁,還可應(yīng)用修正分析法、逆分析法對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋梁的施工預(yù)拱度和各個(gè)階段的變形進(jìn)行計(jì)算,為連續(xù)剛構(gòu)橋梁的施工提供理論依據(jù),以保證連續(xù)剛構(gòu)橋梁的終態(tài)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
總之,在橋梁結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算環(huán)節(jié),有多種計(jì)算方法,需要設(shè)計(jì)人員和施工人員合理選擇,以準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ),為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更可靠的依據(jù)[4]。
連續(xù)剛構(gòu)橋梁的建設(shè)離不開預(yù)應(yīng)力筋,所以要對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的埋設(shè)質(zhì)量進(jìn)行控制。重點(diǎn)是對(duì)預(yù)應(yīng)力筋曲線形態(tài)進(jìn)行控制。在縱向方面,每根鋼筋的控制點(diǎn)應(yīng)按其縱向間距進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的定位;對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的波形套筒做好防護(hù),如有破損應(yīng)及時(shí)處理;在張拉、注漿等過程中,嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力筋的延伸量;注漿時(shí)進(jìn)行精確的量測(cè),保證注漿通道內(nèi)的泥漿達(dá)到飽和狀態(tài)。
在連續(xù)剛構(gòu)橋梁現(xiàn)場(chǎng)施工過程中,需要由專門的管理工作小組進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng),對(duì)技術(shù)人員施工操作流程、輔助設(shè)備應(yīng)用情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察監(jiān)督管理。小組成員應(yīng)當(dāng)對(duì)不同施工環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)、設(shè)備操作要點(diǎn)等信息做到全面了解,以便在施工人員出現(xiàn)技術(shù)操作不規(guī)范的情況下及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)。同時(shí),施工現(xiàn)場(chǎng)是否存在安全隱患、原材料存放區(qū)域是否合理規(guī)劃,也是連續(xù)剛構(gòu)橋梁現(xiàn)場(chǎng)施工中監(jiān)督管理工作應(yīng)把握的要點(diǎn)。
4.4.1 對(duì)工程實(shí)施預(yù)控制及后期調(diào)控
施工控制要堅(jiān)持以預(yù)控制為主、后期控制為輔的原則。
首先,應(yīng)當(dāng)做好前期質(zhì)量預(yù)控制工作,再進(jìn)入實(shí)際施工環(huán)節(jié)。
其次,在實(shí)際施工中要做好核心施工環(huán)節(jié)的流程控制和質(zhì)量控制工作。
最后,通過數(shù)據(jù)信息分析和質(zhì)量檢驗(yàn)等一系列措施,對(duì)核心施工環(huán)節(jié)質(zhì)量進(jìn)行細(xì)致檢驗(yàn),一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)控優(yōu)化。
4.4.2 施工過程監(jiān)測(cè)
施工監(jiān)測(cè)是對(duì)施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測(cè),獲得精確的施工參數(shù),進(jìn)而及時(shí)地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不足,并為修正錯(cuò)誤提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。
(1)材料參數(shù)檢驗(yàn)
在施工過程中,對(duì)混凝土、鋼絞線等建筑材料的物理、機(jī)械性能進(jìn)行測(cè)試,得到混凝土容重、管道摩擦系數(shù)、鋼絞線彈性模量等實(shí)際數(shù)據(jù),為施工過程控制分析提供依據(jù)[5]。
(2)應(yīng)力監(jiān)測(cè)
應(yīng)力監(jiān)測(cè)的基本原理是以監(jiān)測(cè)應(yīng)變?yōu)槭侄螌?duì)橋梁進(jìn)行監(jiān)測(cè)。應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀主要有兩種,一種是鋼弦型,另一種是鋼筋型,這兩種應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀因使用方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、監(jiān)測(cè)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn),已被廣泛用于連續(xù)剛構(gòu)梁受力監(jiān)測(cè)。為確保施工過程中對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)的有效控制,必須利用鋼弦型應(yīng)力儀監(jiān)測(cè)混凝土及鋼索的物理、機(jī)械性能。采用鋼弦型應(yīng)力儀監(jiān)測(cè)橋面受力時(shí),要先確定應(yīng)力儀的初值,再依據(jù)材料參數(shù)判斷橋面受力情況。
(3)變形監(jiān)測(cè)
對(duì)橋墩的壓縮變形、梁位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。
第一,為保證監(jiān)測(cè)精度,在0 號(hào)梁段的頂面和墩臺(tái)上分別建立一個(gè)定位測(cè)點(diǎn),按照不同測(cè)量點(diǎn)位,進(jìn)一步完成各區(qū)域的數(shù)據(jù)測(cè)量工作。
第二,根據(jù)具體的施工情況,可以在主梁各截面箱梁腹板上對(duì)稱設(shè)置施工高程測(cè)量觀測(cè)點(diǎn),并利用專用測(cè)量?jī)x器和設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量,保證測(cè)量精確度,從而對(duì)壓縮變形進(jìn)行有效的控制。
施工工序控制主要強(qiáng)調(diào)在施工過程中結(jié)合具體施工流程對(duì)各工序操作要點(diǎn)進(jìn)行全面把控,并按照施工順序做好程序控制,嚴(yán)格按照施工工序落實(shí)施工操作,通過有效控制工序提高施工效率,保證施工操作規(guī)范性。
4.5.1 掛籃加載試驗(yàn)
掛籃加載試驗(yàn)可以檢驗(yàn)掛籃及錨固結(jié)構(gòu)是否可靠,且有助于采取措施有效消除掛籃的非彈性變形。其間,應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際,選擇合適的加載方式,通過對(duì)掛籃設(shè)計(jì)圖紙的分析,明確施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn),同時(shí)需進(jìn)一步結(jié)合相關(guān)荷載試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)橋梁主梁的受力及變形情況進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算,從而得到掛籃的彈性變形規(guī)律,為橋梁建設(shè)及施工過程控制提供參考。
4.5.2 主梁合龍段施工
在主梁合龍段的施工中,要密切關(guān)注實(shí)際氣溫與設(shè)計(jì)氣溫的差異,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。通常采用拉主梁懸臂端或用鋼架固定,然后澆筑混凝土的方式。
在單側(cè)閉合時(shí),要注意對(duì)主梁的另一懸臂端部進(jìn)行平衡,一般采用罐體平衡方法,通過增加或減少平衡塊,達(dá)到懸臂端部平衡的目的,從而提高合龍斷面的施工質(zhì)量。
如果是3 跨以上的連續(xù)剛構(gòu)梁,需要對(duì)主梁的預(yù)提增值進(jìn)行合理計(jì)算,科學(xué)設(shè)計(jì)合龍段的施工方案,從而為橋梁建設(shè)提供有力保障。
連續(xù)剛構(gòu)橋的施工控制程度對(duì)其工程質(zhì)量有很大影響,因此必須加強(qiáng)施工人員對(duì)施工技術(shù)的掌握[6]。在連續(xù)剛構(gòu)橋施工前,必須按照相關(guān)規(guī)范,合理選用施工工藝,加強(qiáng)人員培訓(xùn),同時(shí)建立行之有效的施工管理制度,強(qiáng)化管理控制,加強(qiáng)對(duì)施工人員作業(yè)行為的約束,避免操作失誤、管控缺失,確保連續(xù)剛構(gòu)橋梁的施工質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
綜上所述,在連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工中,必須采取相應(yīng)的施工控制措施對(duì)施工過程進(jìn)行有效控制,以有效提升施工質(zhì)量,有效避免后續(xù)使用過程中可能出現(xiàn)的安全問題,保證橋梁在后續(xù)的使用過程中的安全性。