大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制因素及影響分析

徐 沫

(中鐵十九局集團(tuán)第三工程有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110136)

0 引言

隨著公路建設(shè)的飛速發(fā)展，各種大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁得到廣泛應(yīng)用，由于其施工過(guò)程比較復(fù)雜，且在施工過(guò)程受到許多因素的影響，橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)之間往往存在差異，因此在橋梁施工過(guò)程中，對(duì)施工進(jìn)行控制，保證橋梁建造質(zhì)量，增強(qiáng)橋梁的穩(wěn)定性和安全性意義重大。本文通過(guò)對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工的控制因素及其對(duì)施工的影響進(jìn)行分析，提出了提升橋梁施工質(zhì)量的具體措施。

1 施工控制的重要性

1.1 能夠確保工程質(zhì)量合格

施工控制和監(jiān)管的目的一樣，都是為了確保工程的質(zhì)量。然而，要達(dá)到此目的，施工調(diào)控必須及時(shí)有效。調(diào)控可簡(jiǎn)單，也可復(fù)雜，大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁建造則屬于較復(fù)雜的工程，若調(diào)控不好，易發(fā)生相應(yīng)故障，帶來(lái)巨大損失。因此，進(jìn)行施工調(diào)控甚是必要。

1.2 有利于橋梁的正常有效使用

橋梁作用的良好發(fā)揮離不開(kāi)正確有效地使用相關(guān)功能，在使用過(guò)程中，調(diào)控機(jī)制能夠做到“防患于未然”。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是橋梁安全使用的基本屬性，通過(guò)調(diào)控，可預(yù)先掌握橋梁的運(yùn)行狀況。若有不良情況，調(diào)控機(jī)制能夠給予相關(guān)提示，便于做好下一步處理。此外，對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁進(jìn)行施工調(diào)控，不但能保證其穩(wěn)定性，還能增強(qiáng)車輛行駛時(shí)人們所感受到的愜意感。故對(duì)橋梁進(jìn)行施工調(diào)控具有很大的意義。

2 大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁施工的控制因素

2.1 橋梁結(jié)構(gòu)的變形

對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的變形因素進(jìn)行控制，主要是為了防止因尺寸偏差而造成災(zāi)難事故，尺寸偏差主要發(fā)生在結(jié)構(gòu)尺寸和設(shè)計(jì)尺寸之間，任何結(jié)構(gòu)不可能達(dá)到準(zhǔn)確無(wú)誤，進(jìn)行控制的內(nèi)容就是要保證其在允許的數(shù)值內(nèi)，具體標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTGF80/1-2004執(zhí)行。

2.2 橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力[1]

結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制不好將會(huì)給橋梁帶來(lái)非常大的危害，對(duì)此項(xiàng)因素進(jìn)行調(diào)控，一方面我們應(yīng)對(duì)施工工具參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格審查，包含錨具、千斤頂和壓力表等，使其設(shè)備精度達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，即壓力表精度等級(jí)不低于1.5，校驗(yàn)千斤頂?shù)脑囼?yàn)機(jī)精度不低于±2%；另一方面主要是針對(duì)鋼材質(zhì)量的校對(duì)，特別是其伸拉性能校對(duì)，檢驗(yàn)伸拉性能的方法一般是采用壓力控制法，保證實(shí)際伸長(zhǎng)數(shù)值與理論伸長(zhǎng)數(shù)值在校驗(yàn)過(guò)程中處于許可范圍6%以內(nèi)。

2.3 橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

調(diào)控該因素的直接目的是保證橋梁各局部及總體的穩(wěn)定性，特別是在發(fā)生較大震動(dòng)時(shí)，能夠不發(fā)生垮塌危險(xiǎn)。一個(gè)橋梁是否安全，很大程度上取決于穩(wěn)定性，穩(wěn)定性是安全性的基石，為了校驗(yàn)其穩(wěn)定性，一般采用計(jì)算軸心壓力法進(jìn)行檢驗(yàn)[2]。

3 不同因素對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工的影響

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的建設(shè)施工和原始設(shè)計(jì)之間總存在一定的偏離，影響其施工的因素有多種，主要包括以下幾個(gè)方面。

3.1 橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)

橋梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其質(zhì)量有著密切關(guān)系。橋梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括以下五部分內(nèi)容[3]：(1)橋梁構(gòu)件的截面尺寸，截面尺寸的誤差將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形等分析誤差的出現(xiàn)。(2)結(jié)構(gòu)材料的彈性模量，材料的彈性模量和結(jié)構(gòu)變形有著十分密切的關(guān)系，在施工過(guò)程中，應(yīng)該盡可能地根據(jù)施工進(jìn)度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣。(3)材料容重，材料容重是施工過(guò)程中變形和內(nèi)力的主要影響因素，施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)不同集料和鋼筋的含量進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。(4)施工載荷，在橋梁的建設(shè)施工過(guò)程中，一般都會(huì)存在施工載荷，這部分載荷會(huì)對(duì)變形產(chǎn)生影響，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)載荷進(jìn)行取值。(5)材料的熱膨脹系數(shù)，在晝夜溫差較大的地方，材料的熱膨脹系數(shù)對(duì)構(gòu)件的變形和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有重要影響。

3.2 施工溫度

橋梁主體結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力和變形還與施工溫度有密切關(guān)系[4]。施工溫度波動(dòng)過(guò)大，會(huì)加劇橋梁主體結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力，影響橋梁的質(zhì)量和使用壽命，而且還會(huì)加大橋梁施工的困難程度。在施工過(guò)程中，施工溫度是隨季節(jié)溫差、日照溫差、驟變溫差、參與溫差等外界條件而變化的，情況復(fù)雜。

3.3 施工監(jiān)測(cè)誤差

施工監(jiān)測(cè)誤差反應(yīng)了施工數(shù)據(jù)的可靠性[5]。在橋梁的施工過(guò)程中，需要對(duì)主要構(gòu)件的變形、應(yīng)力等進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)測(cè)，由于儀器設(shè)備因素、人為因素、外界不可控因素等的影響，這些誤差的存在可能會(huì)對(duì)調(diào)整好的狀態(tài)產(chǎn)生不良的作用，使設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)際參數(shù)高度發(fā)生偶然性吻合。

3.4 施工材料收縮及徐變

在橋梁施工過(guò)程中，施工材料的徐變以及收縮會(huì)對(duì)橋梁主要構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力和變形產(chǎn)生重大影響[6]。這主要是混凝土材料普遍存在加載齡期小等相關(guān)原因造成的。在橋梁建設(shè)中需采用適當(dāng)?shù)男熳兿禂?shù)，并予以嚴(yán)格控制。

3.5 結(jié)構(gòu)分析模型

在橋梁的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，通常是對(duì)橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、建立模型，這種簡(jiǎn)化、建模與實(shí)際存在一定偏差，譬如臨界條件的處理、相關(guān)的假設(shè)、模型的精度等。因而在實(shí)際建設(shè)施工過(guò)程中，需要有針對(duì)性的控制和改善，使所建立的結(jié)構(gòu)分析模型盡可能的貼近實(shí)際情況。

4 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工質(zhì)量控制措施

4.1 預(yù)應(yīng)力材料的質(zhì)量控制措施

在橋梁施工的同時(shí)，一定要嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，尤其是預(yù)應(yīng)力材料。對(duì)出廠的產(chǎn)品要有合格證，對(duì)到場(chǎng)的材料要進(jìn)行檢驗(yàn)，其強(qiáng)度、剛度、嚴(yán)密性及螺旋壓接縫咬合牢度等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后方可使用；對(duì)到場(chǎng)的材料要妥善保管，要有防雨、防潮措施，對(duì)有嚴(yán)重銹蝕的材料不得使用，作報(bào)廢處理。波紋管在運(yùn)、安放過(guò)程中，要減少或防止外力作用，防止波紋管變形，發(fā)現(xiàn)截面變形的波紋管應(yīng)及時(shí)更換，以免對(duì)后期的張拉工序造成影響。

4.2 施工管理中的質(zhì)量控制措施

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的施工需深入研究施工圖紙，制定科學(xué)的施工方案，處理好工序相互銜接，合理的做好任務(wù)分配，確保分項(xiàng)工程施工高效的進(jìn)行。施工組織與技術(shù)管控相互協(xié)調(diào)，組織施工人員進(jìn)行施工技術(shù)和工藝的培訓(xùn)，加強(qiáng)工程施工規(guī)范和技術(shù)交流，保證橋梁工程質(zhì)量和進(jìn)度。

4.3 砼澆筑質(zhì)量控制措施

橋梁預(yù)應(yīng)力構(gòu)件鋼筋布置密集，為了保證混凝土澆筑質(zhì)量，必須解決混凝土澆筑困難的問(wèn)題。主要從以下幾方面把控：接縫方面，當(dāng)箱梁截面較大時(shí)，為了保證施工縫的受力位置最佳，依據(jù)施工接縫的位置進(jìn)行分次澆筑施工，對(duì)施工縫采取鑿毛處理、預(yù)埋型鋼或預(yù)流凹槽等加強(qiáng)措施；振搗方面，對(duì)于鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道密集地方，采用底、側(cè)模聯(lián)合振搗施工工藝，對(duì)于采用插入式振動(dòng)器設(shè)備施工時(shí)，要根據(jù)鋼筋或管道間距大小選擇適合本施工條件振動(dòng)器，對(duì)振搗棒不能達(dá)到效果應(yīng)用鋼筋利用人工進(jìn)行搗實(shí)；自檢方面，在施工過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)注意校正和檢查支座鋼板、端部錨固板、制孔器及預(yù)埋件的位置、數(shù)量，避免振動(dòng)器碰撞預(yù)應(yīng)力鋼材管道、預(yù)埋件、摸板，以保證其滿足設(shè)計(jì)圖紙要求。

4.4 后張法張拉工藝控制措施

在橋梁施工過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力張拉施工是橋梁質(zhì)量關(guān)鍵工序中重中之重，必須保證張拉質(zhì)量。施工時(shí)預(yù)應(yīng)力預(yù)留孔道應(yīng)用通孔器或壓氣、壓水等方法進(jìn)行檢查，防止堵塞；鋼絲束、鋼絞線束、鋼筋束等穿束前，將一端找齊平，按順序編號(hào)；對(duì)于較長(zhǎng)束，應(yīng)套上穿束器，由引線及牽引設(shè)備從另一端拉出；對(duì)于端部預(yù)埋鐵板與錨具和墊板接觸的焊渣、毛刺、混凝土殘?jiān)?，要及時(shí)清除干凈；螺絲端桿的絲扣部分應(yīng)用水泥袋紙等包纏2～3層，并用細(xì)鐵絲扎牢，如采用夾片式錨具，上好的夾片應(yīng)齊平，在張拉前并用鋼管搗實(shí)。張拉之前混凝土強(qiáng)度，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，若設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)值的75%；對(duì)于塊體拼裝構(gòu)件的豎縫采用砂漿接縫時(shí)，砂漿強(qiáng)度不低于15Mpa。張拉時(shí)必須按照設(shè)計(jì)張拉順序施工，嚴(yán)格控制各階段的張拉應(yīng)力，使橋梁抗彎能力及剛度達(dá)到最佳效果，提高橋梁使用的壽命。

5 結(jié)論

總而言之，對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)進(jìn)行探討具有十分重要的意義。作為新時(shí)期背景下的混凝土橋梁施工企業(yè)，必須在大跨度預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，切實(shí)掌握施工控制內(nèi)容，明確各種施工技術(shù)要點(diǎn)，并采取有效的措施加強(qiáng)對(duì)其的控制，以最大化地確保整個(gè)工程質(zhì)量得以有效的提升。

[1] 公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTGF80/1-2004[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2] 范立礎(chǔ).橋梁工程[M].北京：人民交通出版社，1996.

[3] 高延奎.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制[D].長(zhǎng)安:長(zhǎng)安大學(xué),2009.

[4] 韓紅春.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂施工控制研究與實(shí)踐[D].成都:西南交通大學(xué),2007.

[5] 李志俊.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)探討[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2014(7):125-126.

[6] 朱君,徐潘昕.分析大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)[J].中華民居(下旬刊),2013(12):376.