大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術(shù)探討

韓超

【摘要】近些年來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，社會不斷進步，人們的物質(zhì)文化水平發(fā)生了空前的歷史性變化?，F(xiàn)在人們對建筑物施工質(zhì)量的關(guān)注意識亦在不斷增強。橋梁工程建設與國民的生活狀態(tài)密不可分，其工程質(zhì)量充分地代表著人民生活的水平。所以，我國橋梁建設領(lǐng)域的工程技術(shù)人員一定要及時汲取、掌握且運用好本時代最先進的橋梁工程建造技術(shù)，以此給我國橋梁建設事業(yè)的發(fā)展注入新的動力。

人所共知，我國橋梁工程建設取得了舉世矚目的成就，尤其是大跨度預應力混凝土橋梁工程的建設成功，使我們的施工經(jīng)驗和技術(shù)更加趨于成熟。實踐證明，大跨度預應力橋梁設計技術(shù)是當今時代橋梁建設的精品。鑒于橋梁工程大部分具備工程量大、勞動負荷重及施工環(huán)節(jié)繁瑣的特點，故繼續(xù)完善和優(yōu)化此項技術(shù)必然成為我們橋梁建造者的優(yōu)先選擇。本文依托大量橋梁建設實踐經(jīng)驗，由此項施工技術(shù)的實施層面對建設過程技術(shù)控制及影響因素應對展開研究、闡釋。以期供同行們參考。

【關(guān)鍵詞】大跨度預應力；橋梁建設；施工技術(shù)；控制

伴著車流量及載重量的持續(xù)加大，加之自然環(huán)境的持續(xù)干擾，各類橋梁構(gòu)架的服務功能、穩(wěn)固性能均在發(fā)生著連續(xù)性的變化，并已經(jīng)對橋梁安全構(gòu)成了相當程度的威脅。在橋梁工程的建設環(huán)節(jié)中，工程結(jié)構(gòu)參數(shù)的選用、施工模式的建立、構(gòu)架分析手段的選取、水泥材質(zhì)的隨機變化性等各種因素的交叉重疊，導致橋梁的連接橫梁、支撐架構(gòu)、橋體鋼構(gòu)在施工作業(yè)過程中的具體狀況和所設計的建設方案時常出現(xiàn)偏差，其必將給橋體構(gòu)架造成難以預見的復雜應力及結(jié)構(gòu)參數(shù)改變，進而使橋梁建設質(zhì)量及安全穩(wěn)固性出現(xiàn)連續(xù)性的下降趨勢。故在橋梁建設過程中，實施嚴謹?shù)募夹g(shù)及質(zhì)量控制極為必要。

1、大跨度預應力混凝土橋梁施工技術(shù)控制的基本內(nèi)容

預應力水泥結(jié)構(gòu)橋梁施工過程技術(shù)控制過程主要包括：構(gòu)架形變控制、內(nèi)部應力控制及構(gòu)架穩(wěn)固性控制這三項內(nèi)容。

①構(gòu)架形變控制：構(gòu)架形變控制亦指橋體外形的線性控制，具體地說就是完整控制橋體每一區(qū)段的縱向撓度變化及水平位移變化，保障其形體尺寸和設計結(jié)構(gòu)尺寸之間的偏差不超過允許的范圍[1]。混凝土橋梁允許的偏差如表1所示。

②內(nèi)部應力控制：當進行工程施工環(huán)節(jié)時，應當事先對作業(yè)用的張拉工具和錨定工具實施功能檢驗、校正，另外還要對起重、吊裝工具以及測壓儀器進行詳細的功能、精確度、靈敏度、穩(wěn)定性檢驗，確保它們的使用性能滿足工程建設要求。其中包括測壓儀表的精度水平必須保障在1.5之上；進行預應力鋼材的伸縮試驗時，應當依照其伸長量實施檢驗。

③構(gòu)架穩(wěn)固性控制：此類預應力水泥質(zhì)橋梁構(gòu)架的穩(wěn)固指標應當按照軸心承壓運算方程實施核算，再有，尚須完整控制每一個作業(yè)環(huán)節(jié)中橋體構(gòu)架及部件的局部分體及整體的穩(wěn)固性。

2、大跨度預應力混凝土橋梁施工技術(shù)控制手段

該類長跨度預應力橋梁的施工建設環(huán)節(jié)極為繁瑣，作業(yè)技術(shù)控制難度大，關(guān)聯(lián)因素很多。故建設過程中時常遇到某些難以預料的問題，欲真正滿足施工控制的技術(shù)要求，切實保障橋梁建設質(zhì)量及作業(yè)過程安全，保障竣工后橋體主梁線性尺寸及構(gòu)架內(nèi)應力滿足設計規(guī)范標準，大跨度橋梁建設施工過程的技術(shù)控制是起到關(guān)鍵作用的。

此類長跨度預應力結(jié)構(gòu)橋梁施工技術(shù)控制，其性能及結(jié)構(gòu)參數(shù)分析過程所運用的方式實際是對橋體構(gòu)架參數(shù)的理論核算過程。一般情況下，其依托有限的工程參數(shù)指標展開分析，重點是針對橋體結(jié)構(gòu)在各建設環(huán)節(jié)中的內(nèi)部應力及產(chǎn)生撓度數(shù)值的計算、施工技術(shù)指標的計算等。其具有作為工程檢測及技術(shù)控制的依據(jù)價值?，F(xiàn)階段采用的基本計算程序有：順裝計算式及逆裝計算式以及非應力方式計算手法[2]。

①順裝計算式亦可稱之為順算式，針對長跨度預應力型橋梁，一開始，一定要展開順裝計算，它可以優(yōu)質(zhì)地仿效橋體構(gòu)造的具體建造過程，而且依托橋體構(gòu)架具體建造歷程中荷載增加程序來實施構(gòu)架形變及應力水平評估，進而獲取橋體構(gòu)架在每一個施工環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的水平位移及應力參數(shù)。而且可遵循運算規(guī)則，選取運算參數(shù)指標，最終獲取對應的技術(shù)控制數(shù)據(jù)。此種情況下，其可充分地滿足橋體構(gòu)架的非線性指標及水泥收縮緩變等要素的需求。

②逆裝計算式亦可稱之為逆拆式，它是斜拉型橋梁工程計算中普遍運用的一類計算手段，其依照橋體構(gòu)架建造過程中的具體負載增加程序，進行逆方向性的構(gòu)架技術(shù)參數(shù)運算，進而獲取每個施工環(huán)節(jié)所對應的施工控制技術(shù)數(shù)據(jù)，保證橋體結(jié)構(gòu)依照順裝方式建造完工后，橋體竣工結(jié)構(gòu)滿足結(jié)構(gòu)設計需求。

③非應力方式計算法亦名曰0彎矩受力核算法，它已重點應用到長跨度拱橋及空中索橋的建造過程技術(shù)控制，其以橋梁構(gòu)架各部件或單體的非應力式長度及曲率結(jié)構(gòu)維持穩(wěn)定為前提，實施橋梁建設各環(huán)節(jié)中的形態(tài)表現(xiàn)與橋梁竣工狀態(tài)相連接，進而獲取橋體構(gòu)架的各類應力參數(shù)。

3、大跨度預應力型橋梁施工技術(shù)控制影響因素

長跨度預應力型水泥結(jié)構(gòu)橋梁，其施工技術(shù)控制的任務是追求橋梁施工完成后的現(xiàn)場具體狀況與其設計狀況在結(jié)構(gòu)參數(shù)及材質(zhì)上盡力相符，并實現(xiàn)性能上的完全吻合，所以，欲實現(xiàn)施工技術(shù)控制的目標，一定要整體把握和控制好有可能導致建造狀態(tài)偏離設計要求的各種因素，進而達到切實可靠的施工技術(shù)控制過程[3]。

3.1橋體構(gòu)架參數(shù)

因為橋梁結(jié)構(gòu)性能數(shù)據(jù)是其技術(shù)控制中橋體建造模擬分析的重要依據(jù)資料，故此，其為橋梁建造技術(shù)控制中不得不關(guān)注的關(guān)鍵要素，其可用性及精準性在很大程度上決定著分析結(jié)論的可靠性。橋體構(gòu)架技術(shù)參數(shù)基本涵蓋以下幾方面內(nèi)容：

①橋體構(gòu)架的主要部件的形態(tài)尺寸，在橋體施工技術(shù)控制環(huán)節(jié)中，一定要依托現(xiàn)場實測結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)展開動態(tài)式整改過程及誤差評估，最大限度地把誤差鎖定在允許的幅度之內(nèi)，基于截面形態(tài)參數(shù)的偏差很有可能引發(fā)截面形態(tài)參數(shù)計算的偏差，甚至造成對構(gòu)架內(nèi)應力、形態(tài)變化的分析發(fā)生偏差。

②材料容重分析，在橋梁施工技術(shù)控制中，一定要給各類工程建設材料的容積重量做予精準的檢測判別，也就是核算實際容積重量與設計容積重量之間存在的偏差，進而保障橋體構(gòu)架中內(nèi)在應力和產(chǎn)生形變的評估結(jié)果。

③結(jié)構(gòu)預應力指數(shù)，用以張拉操作的設備、預應力型鋼筋橫截面尺寸、彈性指數(shù)、管道摩擦阻力系數(shù)等相關(guān)因素，都很大程度地決定著預應力數(shù)值的選取，故應對數(shù)值偏差進行合理估判，由此來保障預應力指數(shù)的精準可靠，從而真正實現(xiàn)對預應力型混凝土橋梁構(gòu)架內(nèi)在應力、形變幅度分析結(jié)果的準確性。

④施工負載，在全部的橋梁建設構(gòu)架系統(tǒng)中，均不同程度地存在著施工負載，在具體橋梁施工技術(shù)控制中，必須依托具體施工狀況對施工負載進行合理選取。

3.2溫度變化

大跨度預應力混凝土橋梁，其結(jié)構(gòu)受力變形的主導因素是施工環(huán)境溫度的變化。橋梁結(jié)構(gòu)變形和附加的應力與溫差成正比，溫差越大，橋梁結(jié)構(gòu)變形越嚴重，因此，建設者應該高度重視溫度變化對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。另外，由于施工溫度很難進行準確控制，溫度測量應該選在溫度變化較小的早晨進行。

3.3施工監(jiān)測中存在的誤差

施工監(jiān)測存在的誤差對施工控制有直接影響，橋梁施工控制過程中，為了保障橋梁的施工質(zhì)量，經(jīng)常會使用相關(guān)儀器對施工狀況進行監(jiān)測。由于橋梁施工技術(shù)復雜，施工監(jiān)測具有不確定性，導致監(jiān)測數(shù)據(jù)存在較大誤差。另外，監(jiān)測人員素質(zhì)也是監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性的影響因素[4]。

3.4應變滯后性影響

測試數(shù)據(jù)表明，預應力混凝土的應變具有滯后性。預應力索張拉完后，由于種種因素的影響，應變在主梁各截面的傳播速度隨施工節(jié)段的不同而各異。當預應力索較短、管道較暢通時，應變的滯后性不明顯。當預應力索較長、管道不太暢通時，各截面應變的滯后性與張拉端的位置有關(guān)；此種應變滯后性可造成對施工控制的負面影響。

3.5混凝土干縮、徐變的影響

無論在多低的應力狀態(tài)下，混凝土也會產(chǎn)生徐變。在恒定應力和被測點與周圍介質(zhì)濕度、溫度平衡條件下，隨時間增加的應變稱為基本徐變。如果在被測結(jié)構(gòu)干燥過程的同時，施加了載荷，通常認為徐變

和干縮是可以疊加的。對于混凝土應變的測量而言，準確評估其徐變干縮的影響是十分必要的。

4、結(jié)語

進入21世紀以來，我國橋梁工程的發(fā)展速度越來越快，橋梁在交通運輸體系中的作用越來越明顯。由于交通運輸量越來越大，橋梁長期受超負荷壓力，再加上自然條件，如風化、日曬以及冰凍等因素的影響，橋梁質(zhì)量控制面臨著新的發(fā)展難題。另外，施工技術(shù)不到位、參數(shù)選擇不合理以及混凝土材料選擇不恰當?shù)仍?，也會直接影響橋梁的施工質(zhì)量。尤其是大跨度預應力混凝土橋梁，這種橋梁施工過程復雜、規(guī)模大、施工時間長，為了保障橋梁的安全運行，必須對大跨度預應力混凝土橋梁施工過程進行嚴格的控制。

參考文獻

[1]辛志超.大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術(shù)探討[J].民營科技，2015（12）.

[2]趙勝豪.關(guān)于預應力混凝土橋梁施工控制的探討[J].建筑知識， 2015（12）.

[3]李曉偉.解析大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術(shù)[J].江西建材，2014（09）.

[4]宋發(fā)煥.橋梁施工控制系統(tǒng)的方法[J].江西建材，2013（02）.