大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制研究

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【摘要】改革開放以來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市交通的需要，大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工工程越來越多，這是我國橋梁工程中很重要的一部分。文章對大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制研究進(jìn)行分析，具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】大跨；預(yù)應(yīng)力混凝土；連續(xù)梁橋；施工控制

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言

文章對影響大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工的因素和相關(guān)控制方法進(jìn)行了介紹，對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述，通過結(jié)合施工實(shí)例和自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了探討。

二、影響大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工的因素

連續(xù)梁橋在懸臂施工過程中，由于橋梁的結(jié)構(gòu)形式、所受荷載、邊界支撐條件以及環(huán)境溫度等的不斷變化，結(jié)構(gòu)總是發(fā)生不斷的變形，內(nèi)力狀態(tài)也在發(fā)生不斷的變化。盡管在橋梁的設(shè)計階段可以采用結(jié)構(gòu)分析方法計算出每一施工狀態(tài)下的理論值，但在實(shí)際施工時，結(jié)構(gòu)的每一施工狀態(tài)未必都能達(dá)到該設(shè)計理論值。這是因?yàn)椋谠O(shè)計時所取的設(shè)計參數(shù)，如材料的彈性模量、截面幾何特性、構(gòu)件自重、臨時施工荷載、徐變收縮系數(shù)等不可能與實(shí)際完全一致，還有環(huán)境因素的影響，包括季節(jié)平均溫差和日照溫差、空氣濕度、風(fēng)荷載等，在設(shè)計階段也不一一囊括，還存在著測量誤差、施工誤差、結(jié)構(gòu)模型簡化和計算誤差等。這些因素在設(shè)計階段很難準(zhǔn)確把握，如果不在施工過程中進(jìn)行有效的控制，就會造成施工過程中主梁的變形、應(yīng)力值與設(shè)計值存在差異，這種差異具有累積效應(yīng)并且事后無法再進(jìn)行調(diào)整。

三、大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制方法

根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式、施工特點(diǎn)及具體控制內(nèi)容的不同，其采用的施工控制方法也不不盡相同。一般地，橋梁施工控制可分為事后控制法、預(yù)測控制法、自適應(yīng)控制法等。

1.事后調(diào)整控制法：在施工過程中，若發(fā)現(xiàn)己成橋跨結(jié)構(gòu)狀態(tài)與設(shè)計狀態(tài)不符時，可通過一定的技術(shù)手段對其進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到設(shè)計要求。

2.預(yù)測控制法：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，對橋梁每一個施工階段形成前后的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，使施工按照既定目標(biāo)發(fā)展。

3.自適應(yīng)控制法：在橋梁施工過程中，控制系統(tǒng)的某些參數(shù)與工程實(shí)際參數(shù)不完全符合導(dǎo)致了實(shí)際結(jié)構(gòu)不能完全符合設(shè)計要求，此時，通過對各類參數(shù)的分析處理和修正，使橋跨結(jié)構(gòu)各施工階段可以滿足設(shè)計要求，整個橋梁施工順利進(jìn)行。大跨徑橋梁的施工監(jiān)測控制中，一般采用的就是自適應(yīng)控制法。

四、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工關(guān)鍵技術(shù)探討

1.連續(xù)粱施工結(jié)構(gòu)控制分析

（1）結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制。結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制主要是控制連續(xù)梁在施工過程中以及主梁合攏之后的內(nèi)應(yīng)力。如果應(yīng)力控制不當(dāng)，則會對橋梁結(jié)構(gòu)造成較大的危害影響，甚至?xí)绊懻麄€橋梁工程的安全性及穩(wěn)定可靠性，為此，必須要加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的控制與監(jiān)控。對于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)內(nèi)力的控制，主要體現(xiàn)在兩個方面。一方面是設(shè)計計算內(nèi)應(yīng)力要與外部施工施加的預(yù)應(yīng)力平衡，保障懸臂梁的安全施工；另一方面是檢驗(yàn)施工階段外部預(yù)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)應(yīng)力是否存在偏差，并及時調(diào)整。

（2）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制主要是指懸臂梁澆筑施工方法的角度保障主梁穩(wěn)定性及承受一定載荷的情況下的穩(wěn)定性。這主要是因?yàn)殡S著橋梁跨徑的增大，懸臂梁的長度也在不斷增加，這使得橋梁整體剛度下降，有可能會帶來橋梁主梁的不穩(wěn)定，因此必須要在施工過程中加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的控制。

2.預(yù)應(yīng)力控制技術(shù)分析

（1）縱向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)?？v向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)主要包括頂板束、底板束、腹板束等基礎(chǔ)構(gòu)件。頂板束主要分擔(dān)澆筑在墩上的混凝土固結(jié)所承受的負(fù)彎矩；底板束主要承受張緊拉力，而腹板束主要承受橋跨所承受的縱向剪切力。

（2）豎向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)。豎向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)可以采用精扎螺紋鋼進(jìn)行，采用若干個精扎螺紋鋼均勻布置在箱梁的腹板上．實(shí)現(xiàn)對橋梁豎向上的預(yù)應(yīng)力的平衡控制。對于具體的預(yù)應(yīng)力的控制，可以通過布置傳感器監(jiān)測關(guān)鍵部位的內(nèi)應(yīng)力，通過計算機(jī)計算施加合適的外部預(yù)應(yīng)力，從而保證連續(xù)梁施工的安全及穩(wěn)定可靠。

五、跨河大橋合攏段施工實(shí)例分析

近些年來大跨度橋梁的合攏段施工，越來越受到橋梁建設(shè)者的重視，作為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工的最為重要環(huán)節(jié)之一，合龍段的施工是確保橋梁建成后，在受力狀態(tài)和梁體線形兩個方面均滿足設(shè)計要求的關(guān)鍵。

1.施工時間大跨度橋梁施工時，由于溫度和日照對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的影響非常大，所以在應(yīng)該選擇合理合攏段施工時間。具體施工時先要對主橋箱梁進(jìn)行溫度測量，在根據(jù)實(shí)際的測量結(jié)果，選擇合理的施工合攏時間及混凝土澆筑時間。

2.合攏施工方案大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工，其懸臂過長受環(huán)境溫度變化影響大，在合攏施工時對合攏段的混凝土?xí)a(chǎn)生極大的應(yīng)力，還有混凝土自身收縮變化、結(jié)構(gòu)變化、施工荷載等因素的影響，造成合攏段的混凝土凝固前強(qiáng)度會變低，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，因此我們要選擇正確的施工方案。在橋梁合攏段施工時采用的合攏方案：施工中對邊跨、中跨合龍段設(shè)體外鋼支撐。分別在頂板頂面設(shè)2道體外鋼支撐，底板頂面設(shè)2道，并增加剪刀撐，采用工字鋼施工。

3.合攏順序合攏施工順序邊跨、中跨進(jìn)行合攏。首先是邊跨合攏，合攏后結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，由合攏前的靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成一次超靜定結(jié)構(gòu)；最后是中跨合攏，合攏后把臨時的固定拆除，形成4跨一聯(lián)的3次超靜定連續(xù)梁。此合攏順序及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換穩(wěn)定，受力對稱，便于結(jié)構(gòu)內(nèi)力調(diào)整。

4.施工配重在合攏段施工時，要保持混凝土梁始終保持平衡狀態(tài)，在澆筑混凝土前要對各懸臂端加以等同混凝土質(zhì)量的配重，按照施工配重的技術(shù)要求，進(jìn)行邊跨配重、中跨配重。

5.混凝土澆筑實(shí)際在施工時，為了保證溫度適合，進(jìn)行晚上施工。溫度低混凝土的水分蒸發(fā)少，水灰比盡量小些，澆筑時一次收漿壓平。完成澆筑后，在頂板上全跨面積要用棉氈進(jìn)行覆蓋，灑水降溫。通過有效的施工控制，大橋合攏段施工非常成功，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計要求，合攏效果非常好。

六、大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工中的注意事項(xiàng)

1.施工中時刻準(zhǔn)確的監(jiān)控橋梁的撓度和施工標(biāo)高；

2.預(yù)應(yīng)力鋼絞線在實(shí)際張拉時，要保證相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確性，如出現(xiàn)問題要及時與技術(shù)部門進(jìn)行溝通，進(jìn)行現(xiàn)場測量，必須保證實(shí)際與理論設(shè)計一致；

3.施工中要確保兩懸臂的對稱平衡施工；

4.預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時，要很好的控制其伸長量和應(yīng)力，控制中要以應(yīng)力為主，實(shí)際施工時采用兩端張拉，并且要使混凝土強(qiáng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計張拉強(qiáng)度；

5.施工溫度控制，溫度對橋梁的主梁撓度影響是非常重要的，溫度的變化有兩個部分，一是日常晝夜溫差的變化，一是一年四季的季節(jié)溫度變化。所以我們?yōu)榱藴?zhǔn)確的知道箱梁截面的內(nèi)外溫差和截面上溫度的發(fā)布情況，更好的控制溫度，在梁體上均勻布置溫度測量點(diǎn)進(jìn)行觀測，好能夠準(zhǔn)確的監(jiān)控到溫度變化的規(guī)律。

6.要做好施工養(yǎng)護(hù)，施工采用煤爐（煤爐上要燒水）養(yǎng)護(hù)，對養(yǎng)護(hù)部位，用帆布覆蓋嚴(yán)實(shí)，養(yǎng)護(hù)時要密切關(guān)注升降溫速度的變化，不可太快，養(yǎng)護(hù)期間混凝土的芯部與表面、表面與環(huán)境之間的溫差不得超過15℃，以防止混凝產(chǎn)生過大的溫差應(yīng)力形成裂縫。

七、結(jié)束語

大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工技術(shù)復(fù)雜，對于施工中的各項(xiàng)工序要求都比較嚴(yán)格，因此，對于施工隊(duì)伍要進(jìn)行認(rèn)真篩選，同時要提高施工隊(duì)伍的質(zhì)量控制意識，加強(qiáng)質(zhì)量控制。

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