大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝分析

雷 剛

（新疆路橋橋梁工程建設(shè)有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830021）

0 引言

預(yù)應(yīng)力橋梁作為近些年來在公路、橋梁、鐵路工程中廣泛應(yīng)用的一種橋梁，其工藝的成熟度隨著技藝的廣泛實(shí)踐和應(yīng)用不斷提升。作為我國國民建設(shè)中一種重要的施工技藝，在施工過程中加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝控制和監(jiān)督，對于提升建筑質(zhì)量，更好的服務(wù)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有積極意義。預(yù)應(yīng)力橋梁相較于傳統(tǒng)橋梁具有多重優(yōu)勢，比如整體性能更好、結(jié)構(gòu)剛度大、抗震性能好、變形小等特點(diǎn)，尤其是主梁變形撓曲線平緩，橋面伸縮縫少更是讓橋梁行車變得舒適，這些優(yōu)勢性能結(jié)合不斷成熟的施工工藝，在后期也減輕了其維修養(yǎng)護(hù)的負(fù)擔(dān)，對于經(jīng)濟(jì)建設(shè)來說，是一種非常經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且功能強(qiáng)大的橋型。針對這種橋梁多方面的應(yīng)用優(yōu)勢，筆者來談一下其標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝中如何更好的做到施工控制，保證其優(yōu)勢性能的發(fā)揮。

1 施工控制內(nèi)容

對于橋梁工程建設(shè)來說，施工控制涵蓋建設(shè)的所有過程與環(huán)節(jié)，是對整體施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測和考核的重要手段，對于大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋梁來說，通過施工控制手段確保梁橋結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形處于安全數(shù)據(jù)范圍，對于未來梁橋的優(yōu)質(zhì)運(yùn)行具有重要意義。一般來說，控制內(nèi)容主要包括四個方面：應(yīng)力控制、幾何控制、穩(wěn)定控制與安全控制。

1.1 幾何控制

隨著施工技藝不斷發(fā)展和深入研究，其在具體實(shí)踐中應(yīng)用的成熟度一直在提高，但是從橋梁施工建設(shè)來說，無論是任何施工方法，在施工過程中想要做到完全符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，都是不現(xiàn)實(shí)的，橋梁的結(jié)構(gòu)變形問題始終是無法避免的。受多種因素影響產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形問題，就需要從幾何控制這個角度去協(xié)調(diào)控制，將施工過程中設(shè)計(jì)的幾何狀態(tài)調(diào)整到最優(yōu)，以便將最終結(jié)果的誤差縮減到最小。梁橋幾何控制的難度與其規(guī)模、跨徑大小、技術(shù)難度有著密切關(guān)系，關(guān)于制定統(tǒng)一的幾何控制措施方面亟待加強(qiáng)研究。對于施工單位和控制部門來說，幾何控制從左需要結(jié)合工程具體實(shí)際要求進(jìn)行協(xié)調(diào)，同時，為了更好的實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，在不同工序環(huán)節(jié)之間的施工誤差也要做好控制。

1.2 應(yīng)力控制

應(yīng)力控制項(xiàng)目和精度控制主要是為了保證橋梁施工過程中以及成橋后橋梁的受力情況是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是否符合橋梁設(shè)計(jì)目標(biāo)。一般來說，橋梁的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)主要是通過結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測來反應(yīng)，如果應(yīng)力控制不佳將會給橋梁結(jié)構(gòu)造成危害，嚴(yán)重者還會發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞等情況，因此，應(yīng)力控制地位十分重要。應(yīng)力控制一般由多個項(xiàng)目組成：溫度應(yīng)力、結(jié)構(gòu)自重下應(yīng)力、結(jié)構(gòu)施工荷載下應(yīng)力、結(jié)構(gòu)預(yù)加力和管道摩阻影響等，還有基礎(chǔ)變位等以前你的結(jié)構(gòu)應(yīng)力等，這些都是控制的項(xiàng)目和內(nèi)容。

1.3 穩(wěn)定控制

穩(wěn)定控制與橋梁結(jié)構(gòu)的安全息息相關(guān)，施工過程中，它與橋梁強(qiáng)度并列為兩大關(guān)鍵性問題之一。目前，穩(wěn)定控制主要集中于橋梁完工后的穩(wěn)定計(jì)算，施工過程中的穩(wěn)定過程控制因有效監(jiān)測手段還較少，所以控制上存在難度。因此，對施工中可能會出現(xiàn)的一些失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)建立一套完善合理的穩(wěn)定監(jiān)控系統(tǒng)，通過穩(wěn)定分析計(jì)算，結(jié)合結(jié)構(gòu)應(yīng)力及變形情況來綜合評定橋梁工程的穩(wěn)定性，盡量實(shí)現(xiàn)對穩(wěn)定度的全面控制。

1.4 安全控制

安全控制所有建筑施工中都必須重視的要點(diǎn)，橋梁施工中的安全控制既要從施工人員、施工環(huán)節(jié)方面做起，也要考慮到施工中方方面面影響安全的因素，根據(jù)實(shí)際工程情況和需求，確定安全控制要點(diǎn)，做好安全控制工作，確保橋梁工程的順利、安全實(shí)施。

2 控制體系籌備

大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋梁的質(zhì)量控制體系是一個包含著多元化因素的系統(tǒng)工程，其涵蓋內(nèi)容種類多樣，比如施工單位專業(yè)的工作人員、完善而先進(jìn)的施工技術(shù)、合理的施工設(shè)計(jì)圖、質(zhì)量監(jiān)督部門與施工部門的配合等，這些環(huán)節(jié)和因素在質(zhì)量控制中作用高低不一。比如設(shè)計(jì)單位與施工單位需要共同對施工現(xiàn)狀進(jìn)行考察統(tǒng)計(jì)，對施工控制數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并且在施工過程中需要對施工指令進(jìn)行復(fù)核監(jiān)控；監(jiān)理負(fù)責(zé)施工單位對施工控制的具體實(shí)施，并且對施工環(huán)節(jié)的控制結(jié)果進(jìn)行考核、驗(yàn)收，是施工方與施工控制單位之間溝通的橋梁；而業(yè)主作為施工控制的協(xié)調(diào)者，對整個工程建設(shè)都富有責(zé)任，既是施工控制的協(xié)調(diào)者，也要對施工控制的內(nèi)容、方案提出建議并審核確認(rèn)；作為橋梁直接施工者的施工單位，及時施工控制的重要對象與受益人，必須嚴(yán)格按照控制標(biāo)準(zhǔn)與指令嚴(yán)格把關(guān)工程環(huán)節(jié)，同時在這個過程中也要及時匯總施工信息，反饋給控制部門，以便及時調(diào)整施工節(jié)奏，更好的做好施工全局的統(tǒng)籌規(guī)劃。這些角色不同、定位與功能都不同的部門，遍布于控制體系的各個環(huán)節(jié)，內(nèi)容涉及上也非常多，因此施工前做好控制體系籌備，是確保工程能夠得以順利實(shí)施的重要保證。

3 施工控制方法

從大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的施工控制內(nèi)容來看，一般主要通過三種方法進(jìn)行施工控制：預(yù)測控制法、線形回歸分析法、自適應(yīng)控制法。

3.1 預(yù)測控制法

預(yù)測控制法較為常用的方法有灰色系統(tǒng)理論控制法、卡爾曼濾波法等，主要是通過綜合考慮所有影響橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的因素以及施工目標(biāo)，對施工前后的每個環(huán)節(jié)每個階段進(jìn)行預(yù)測，以便施工過程能夠按照預(yù)定狀態(tài)進(jìn)行。這種控制方法適用于所有橋梁的建設(shè)，尤其是連續(xù)橋梁，這種方法的使用更為常見。預(yù)測控制法通過對施工環(huán)節(jié)中某一誤差對于最終施工目標(biāo)完成的影響度進(jìn)行評估預(yù)測，并在后續(xù)預(yù)測中納為考慮影響因素，以此不斷循環(huán)，一直調(diào)整到施工完成時能夠獲得與設(shè)計(jì)目標(biāo)相符的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，是建造連續(xù)橋梁時提升目標(biāo)完成度的好方法。

3.2 自適應(yīng)控制法

自適應(yīng)控制法主要是從連續(xù)橋梁已完成階段本身的不可控性和施工誤差出發(fā)，對施工中的誤差進(jìn)行后續(xù)調(diào)控。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)測狀態(tài)與模式計(jì)算結(jié)果存在誤差時，將誤差的計(jì)算模型輸入到參數(shù)識別法中去調(diào)節(jié)計(jì)算模型的參數(shù)，在參數(shù)達(dá)到一致時，得到修正后的計(jì)算模型參數(shù)，然后結(jié)合各施工階段現(xiàn)狀進(jìn)行重新計(jì)算和調(diào)節(jié)，以便能達(dá)到理想狀態(tài)。自適應(yīng)控制可以說是通過模型及結(jié)構(gòu)參數(shù)的不斷修正去實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制的依據(jù)，也是常說的自適應(yīng)能力，這種能力是適應(yīng)控制的關(guān)鍵點(diǎn)，對于橋梁建設(shè)中實(shí)際工程的不斷調(diào)整以及模型數(shù)據(jù)的完善具有重要意義，可以說是連續(xù)梁橋建設(shè)的最好指導(dǎo)與預(yù)后措施。

3.3 線形回歸分析法

線形回歸分析法主要是用于分析箱梁撓度變形的規(guī)律以及預(yù)測待施工橋梁階段的撓度，它通過對懸臂箱梁撓度與懸臂長度、重量的一元線形回歸處理或二元線形回歸處理，通過建立撓度線形回歸數(shù)學(xué)模型對以變形規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，對撓度進(jìn)行監(jiān)測。但是這種方法本身仍舊存在兩種限制，一是無法對施工引起的誤差進(jìn)行修正，對溫度誤差不敏感，二是在囊段數(shù)比較少的時候回歸曲線精度存在缺陷，對于撓度的預(yù)測誤差較大，因此在使用范圍上受限較多。

4 結(jié)語

要做到梁橋的標(biāo)準(zhǔn)化施工，確保施工質(zhì)量，就必須從施工控制的各個環(huán)節(jié)加強(qiáng)監(jiān)督，從施工內(nèi)容涉及的方方面面細(xì)節(jié)努力，做好控制體系籌備，從各個環(huán)節(jié)與方法上嚴(yán)格要求，因地因時制宜，盡量減少梁橋?qū)嶋H結(jié)構(gòu)狀態(tài)與理想結(jié)構(gòu)狀態(tài)的誤差，強(qiáng)化工程質(zhì)量。

大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的標(biāo)準(zhǔn)化施工涉及多個方面，在環(huán)節(jié)上也較為復(fù)雜，從施工控制的角度來看，加強(qiáng)其各個環(huán)節(jié)的監(jiān)測、調(diào)節(jié)與預(yù)后，對于保證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精度與準(zhǔn)確度具有重要意義，也是確保橋梁工程能夠順利完成，更好投入使用的重要保證。

[1]汪強(qiáng).楊旭博懸灌施工連續(xù)梁合攏段混凝土澆筑施工工藝[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2012，（8）：25-26.

[2]常漢明.鐵路連續(xù)梁懸臂澆筑施工工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)分析[J].青海大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2011，29（1）：45.

[3]胡昊.連續(xù)橋梁懸臂灌筑法施工技術(shù)的若干探討[J].黑龍江科技信息，2011，（22）：29-30.

[4]李學(xué)平.淺談預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂灌筑法施工技術(shù)[J].硅谷，2009，（18）：109.

[5]郝北京.懸灌連續(xù)梁橋施工控制[J].中國水運(yùn)：下半月，2009，9（9）：48.

[6]張尚貴.淺談預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂灌筑法施工技術(shù)[J].四川建材，2011，37（4）：55-56.