關(guān)于支架現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工控制技術(shù)的研究

劉錦香 龍巖市新宇公路工程有限公司，福建 龍巖 364000

應(yīng)用支架現(xiàn)澆法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工是一種古老且成熟的工藝。當(dāng)今，隨著我國橋梁施工的發(fā)展，橋梁的結(jié)構(gòu)日益多樣化，采用支架現(xiàn)澆進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工的時(shí)候，結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生體系轉(zhuǎn)換，預(yù)應(yīng)力筋可以一次布置集中張拉，橫向鋼管多點(diǎn)支撐，支撐結(jié)構(gòu)橫向彎矩小，梁高要求低，是許多橋梁施工特別是城市橋梁施工的首選方法。但是，在橋梁的施工過程中，仍然有許多因素比如施工工藝、橋梁自重、地基不均勻等會(huì)影響橋梁的結(jié)構(gòu)受力，并對成橋后的受力狀態(tài)和幾何線形起著決定性的作用，因此，為了保證連續(xù)箱梁橋施工的精度和安全性，必須將施工控制作為橋梁施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋的特點(diǎn)

近年來，預(yù)應(yīng)力在梁橋施工中的應(yīng)用使預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展尤為迅速，橋梁結(jié)構(gòu)日益多樣化，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋具有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)能夠有效的利用高強(qiáng)度的材料，并能明顯的降低自重在全部荷載設(shè)計(jì)中的比重，具有節(jié)省材料、提高橋梁自身的抗裂和抗疲勞能力、降低維修成本的作用;(2)預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋的材料具有可塑性，能夠充分利用材料的可塑性豐富建筑的表現(xiàn)形式，并能夠使其與周圍的環(huán)境更加協(xié)調(diào)，達(dá)到橋梁經(jīng)濟(jì)與美觀的統(tǒng)一;(3)適用范圍非常廣，幾乎能夠適用于各種結(jié)構(gòu)體系，并且還在不斷創(chuàng)造出能夠體現(xiàn)預(yù)應(yīng)力技術(shù)特點(diǎn)的新的結(jié)構(gòu)體系。

2 支架現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋的施工控制

2.1 連續(xù)箱梁橋施工控制的主要內(nèi)容

(1)線形控制。對于連續(xù)橋梁而言，特別是大跨度橋梁，施工量比較大，施工階段劃分的比較多，橋梁結(jié)構(gòu)在施工的過程中必然會(huì)產(chǎn)生變形，加上施工誤差、橋梁自重、地基不均勻沉降、預(yù)應(yīng)力等作用的影響，橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中往往會(huì)與預(yù)期狀態(tài)發(fā)生偏差。因此，必須加強(qiáng)對橋梁施工過程的控制，只有這樣才能保證成橋線形與設(shè)計(jì)線形相符合。線形控制主要包括平面線形控制和豎向線形控制。平面線形控制是控制橋梁軸線，使其在平面上與設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范相符合，不同類型的橋梁平面線形的控制方法是不同的;豎向線形控制是對有合攏段橋梁施工的控制，豎向線形控制不好會(huì)導(dǎo)致合攏困難，橋梁面縱向產(chǎn)生不均勻的起伏，預(yù)應(yīng)力的鋼束偏角增大，最終影響橋梁的美觀使用性能。

(2)應(yīng)力控制。連續(xù)箱梁橋施工的最基本要求是使成橋后橋梁的實(shí)際受力狀態(tài)與設(shè)計(jì)保持一致，否則，橋梁的承載力就無法達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，最終導(dǎo)致橋梁使用壽命的縮短。在橋梁施工過程中，混凝土的應(yīng)力超過規(guī)定的限值很容易使橋梁產(chǎn)生裂縫，從而降低橋梁構(gòu)件的使用性能，嚴(yán)重的話甚至?xí)饦蛄旱奶?。因此，必須根?jù)實(shí)際情況對橋梁施工進(jìn)行應(yīng)力控制，在此過程中，必須考慮橋梁的自重、預(yù)應(yīng)力、地基沉降、施工的臨時(shí)荷載、溫度等。

(3)穩(wěn)定控制。隨著橋梁跨徑的加大以及高強(qiáng)度材料的應(yīng)用，橋梁的結(jié)構(gòu)整體和局部剛度下降，使得橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題更為突出。由于橋梁在施工過程中必須經(jīng)過復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)化，這就要求結(jié)構(gòu)必須能夠承受住各種荷載并保持穩(wěn)定，否則一旦結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，結(jié)構(gòu)變形就會(huì)急劇增加，從而造成結(jié)構(gòu)失去整體的功能，最終導(dǎo)致橋梁坍塌。因此，在橋梁施工中，必須以施工所要達(dá)到的目標(biāo)為前提，全面考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的各種因素，從而對橋梁的每一個(gè)施工階段形成前后的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，并采用相應(yīng)的監(jiān)測手段，采取必要的預(yù)防措施，防止橋梁結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。

(4)安全控制。由于橋梁的結(jié)構(gòu)形式不同，影響施工安全的各種因素也是不同的，因此，橋梁施工中的安全控制必須根據(jù)工程的實(shí)際情況，確定各種橋型的安全控制重點(diǎn)。

2.2 施工控制結(jié)構(gòu)分析

(1)施工控制結(jié)構(gòu)計(jì)算方法。目前，對于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算常采用的是有限元理論，其計(jì)算方法主要包括:①倒退計(jì)算法，這種計(jì)算法主要是從成橋時(shí)的理想恒載狀態(tài)出發(fā)，按照與實(shí)際施工步驟相反的順序，逐步倒退著來進(jìn)行結(jié)構(gòu)行為的分析，分析每次拆除一個(gè)施工階段對剩余結(jié)構(gòu)的影響，從而得出各個(gè)施工階段的控制參數(shù)。②前進(jìn)計(jì)算法，這種方法是按照橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際施工順序?qū)Y(jié)構(gòu)的受力和變形進(jìn)行分析，能夠較好的模擬結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工過程，并得到橋梁結(jié)構(gòu)在各個(gè)施工階段的受力狀態(tài)和位移。

(2)施工控制仿真分析。連續(xù)梁橋成橋后理想的幾何線形和合理的內(nèi)力狀態(tài)不僅與設(shè)計(jì)有關(guān)，還與施工方法有關(guān)，依賴于施工過程中的變形和應(yīng)力的正確控制。在施工過程中，影響橋梁結(jié)構(gòu)的幾何線形和內(nèi)力狀態(tài)的因素包括支架變形、溫度、臨時(shí)荷載、預(yù)應(yīng)力的張拉情況、混凝土的彈性模量和容量等，在施工前的計(jì)算中必須采用設(shè)計(jì)取用值對這些參數(shù)進(jìn)行分析，并隨著施工過程通過測試和實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行修正，將修正好的參數(shù)進(jìn)行仿真分析，從而使計(jì)算模型與橋梁的實(shí)際結(jié)構(gòu)更加吻合。

2.3 施工控制監(jiān)測

連續(xù)梁橋的變形雖然不會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)的安全，但是關(guān)系到橋梁能否順利合攏、成橋后的幾何線形能否滿足設(shè)計(jì)要求等，另外，幾何在不同工況的情況下，能夠反映結(jié)構(gòu)的受力，因此，幾何監(jiān)測即主梁線監(jiān)測是橋梁施工監(jiān)控的基本內(nèi)容之一。主梁線監(jiān)測的主要內(nèi)容有:每一施工階段完成后與下一階段底模標(biāo)高定位前的橋面標(biāo)高觀測，混凝土澆注前后、預(yù)應(yīng)力張拉前后以及掛籃行走前后的撓度觀測、主梁軸線偏位的觀測。主梁應(yīng)力監(jiān)測也是橋梁施工監(jiān)控的重要內(nèi)容，為了及時(shí)掌握結(jié)構(gòu)在關(guān)鍵部位應(yīng)力的變化規(guī)律，弄清理論值與實(shí)際值之間的關(guān)系，須在主梁的關(guān)鍵部位設(shè)置應(yīng)力測點(diǎn)，在施工階段對結(jié)構(gòu)真實(shí)的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，最后通過理論對比進(jìn)行誤差的分析并判斷是否符合設(shè)計(jì)要求，從而更好的對施工過程進(jìn)行調(diào)控。

3 結(jié)語

總之，應(yīng)用支架現(xiàn)澆法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工已成為現(xiàn)代橋梁施工的重要方法之一，但是由于施工過程中，預(yù)應(yīng)力、支架變形、橋梁自重、地基的不均勻沉降等作用會(huì)引起橋梁的成橋線形與設(shè)計(jì)線形存在偏差，這就要求加強(qiáng)連續(xù)梁橋的施工控制。連續(xù)箱梁橋的施工控制是一項(xiàng)復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，受到多方面因素的影響，包括施工工藝、施工方法、施工材料、施工環(huán)境等，特別是不同的橋梁形式對施工控制也提出了不同的要求，因此，根據(jù)連續(xù)梁橋不同的結(jié)構(gòu)形式采用合理的施工控制方法和施工控制計(jì)算理論非常重要。

［1］李浩.支架現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工控制技術(shù)［J］.長安大學(xué)，2011，38(6):33-45.

［2］連偉.現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工技術(shù)總結(jié)［J］.建筑知識，2010，4(S2):109-110.