大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制關(guān)鍵問題分析與研究

熊業(yè)會

(畢節(jié)公路管理局，貴州 畢節(jié)　551700)

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大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制關(guān)鍵問題分析與研究

熊業(yè)會

(畢節(jié)公路管理局，貴州 畢節(jié)551700)

摘要：大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工可以說是在橋梁施工過程中應(yīng)用非常廣泛的一種模式，不過在應(yīng)用這種模式進行施工的時候仍然會存在一些的問題，影響橋梁的施工質(zhì)量。為了對這種模式的橋梁施工結(jié)構(gòu)有一個深入的了解，對大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制關(guān)鍵問題進行了相應(yīng)的分析和研究。

關(guān)鍵詞：大跨度連續(xù)剛構(gòu)；橋梁施工；控制；關(guān)鍵問題

1大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制

1.1影響因素

(1)人為因素。這里所指的人為因素主要包括施工人員管理意識不到位以及操作行為不規(guī)范。首先施工人員在施工過程中安全意識缺乏，不佩戴安全防護設(shè)施；其次施工人員的施工技術(shù)不能滿足橋梁施工要求，技術(shù)不規(guī)范；另外，很存在一些違法違章行為，比如施工過程一些特殊工種沒有持證上崗，起重機違章操作等。

(2)物質(zhì)因素。施工單位為了追求更多的經(jīng)濟效益，所采用的施工原材料經(jīng)常是一些不達標(biāo)的材料，材料質(zhì)量得不到保證；另外施工現(xiàn)場的機械設(shè)備、施工工具以及配件等沒有達標(biāo)，同時沒有做好及時的維修和養(yǎng)護，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和安全。

(3)環(huán)境因素。環(huán)境因素包括自然環(huán)境和社會環(huán)境。比如自然環(huán)境本身就是千變?nèi)f化，暴雨、泥石流、沙塵暴等惡劣天氣都會影響工程質(zhì)量，如果不能夠及時根據(jù)當(dāng)?shù)厮?、氣象資料采取措施還會造成經(jīng)濟損失甚至是人員傷亡。此外施工周邊的如果居民偷盜施工材料和器具，也會相應(yīng)工程正常進行。

1.2施工控制關(guān)鍵問題分析

(1)腹板開裂成因及預(yù)防。嚴(yán)格意義上來講，混凝土產(chǎn)生裂縫本身就是一件不可避免的事情，它的產(chǎn)生原因是本身物理和力學(xué)性質(zhì)所決定的?？偟膩碇v，橋梁在使用過程中經(jīng)常會受到外力的影響，這些外力包括車輛、人群等的重力，它們會直接作用在橋梁結(jié)構(gòu)上，產(chǎn)生荷載。另外混凝土本身的收縮徐變、溫度變化、基礎(chǔ)變位等條件都會使得結(jié)構(gòu)局部產(chǎn)生約束力從而產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超過混凝土承受強度時，就會產(chǎn)生開裂。想要對混凝土裂縫做到一個很好的預(yù)防，首先需要做的就是要控制好水泥水化熱的影響，所以在施工的時候要盡量減少水泥的用量，可以要求施工單位具有低水化熱的硅酸鹽水泥代替普通水泥；其次要做好合理的養(yǎng)護工作，控制好拆模的時間，在拆模的時候一定要綜合考慮施工地區(qū)的氣候條件，防止出現(xiàn)開裂；最后選用具有高強度低松弛特性的鋼絞線，并且充分利用格構(gòu)錨固和張拉的方法較少預(yù)應(yīng)力的損失。

(2)跨中下?lián)铣梢蚣邦A(yù)防。當(dāng)前跨中下?lián)弦呀?jīng)成為了目前國內(nèi)大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁中的主要病害之一，產(chǎn)生原因有很多，主要是由以下方面的因素引起的：混凝土發(fā)生收縮徐變，這一直被認(rèn)為是最主要的原因；橋梁的主梁剛度發(fā)生變化，導(dǎo)致橋梁承受能力降低；縱向預(yù)應(yīng)力的有效性也是導(dǎo)致跨中下?lián)系脑蛑?；剛?gòu)節(jié)段和節(jié)段之間的豎向接縫質(zhì)量也會影響跨中下?lián)希活A(yù)拱度設(shè)置存在偏差，這樣會使得主跨跨中的荷載明顯加大，向下的彈性形變也隨之增大，久而久之徐變就會增加撓度；施工質(zhì)量；橋梁荷載也會對大跨度剛構(gòu)下?lián)嫌幸欢ǖ挠绊?。要想對大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的主梁跨中下?lián)嫌幸粋€很好的控制預(yù)防，應(yīng)該從設(shè)計上、施工方面、施工監(jiān)控以及后期的養(yǎng)護管理等幾個方面進行考慮。首先在設(shè)計上要充分考慮橋梁所能夠承受的強度，優(yōu)化主梁梁底的線性，盡量減少拋物線型應(yīng)用的次數(shù)；其次要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保按照施工圖紙進行；然后施工監(jiān)管部門一定要對施工過程嚴(yán)格監(jiān)管，保證施工單位不存在偷工減料的情況；最后，在運營管理上，要對橋梁上面形式的車輛、行人等做好控制，嚴(yán)禁超速、超載行駛，并且對大橋做好定期的檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。

2大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工線性控制

2.1工程概況

此次所列舉的工程是貴州白水河大橋，它的跨徑組合為66+120+2×138+120+66 m=648 m。整體體系為預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)-連續(xù)箱梁組合，采用單箱單室預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)模式，120 m跨梁高從邊跨端部的3.1 m一直變化到主墩根部的7.0 m，跨梁高從8 m變化到138 m，兩側(cè)懸臂板根厚度為80 cm，懸臂為2×3 m，懸臂板根厚、寬分別為80 cm、6 m底板厚度從30 cm一直變化到90 cm，138 m的跨箱梁底板厚度相應(yīng)的也從80 cm變化到30 cm。橋梁的墩柱，墩身的厚度都為3.5 m，固定的墩身縱橫、寬為4 m和6 m，其他連續(xù)敦的墩身縱、橫寬分別為3.5 m、6 m。

2.2施工監(jiān)控系統(tǒng)

(1)誤差分析系統(tǒng)I。這個系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)的工作是對采集的數(shù)據(jù)進行初步的加工。

(2)現(xiàn)場測試系統(tǒng)。根據(jù)控制要求，對橋梁施工現(xiàn)場比如控制截面、墩頂偏位、主梁偏高等能夠反映橋梁施工現(xiàn)場情況的物理量進行測量記錄。

(3)誤差分析系統(tǒng)II。對初步加工的信息進行深加工，并且根據(jù)當(dāng)前控制工作所統(tǒng)計的數(shù)據(jù)利用一定的數(shù)學(xué)算法，來識別當(dāng)前結(jié)構(gòu)所處在真實狀態(tài)。

(4)數(shù)據(jù)處理判斷系統(tǒng)。對第一次誤差處理系統(tǒng)所處理的信息，進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和判斷，來判斷當(dāng)前控制狀態(tài)下的數(shù)據(jù)是否能夠滿足施工控制要求。

(5)正裝計算系統(tǒng)。它是整個系統(tǒng)體系的核心，它所采用的原理是空間桿系有限元計算原理。

2.3模型建立

采用MIDAS 6.7.1橋梁結(jié)構(gòu)的專用分析軟件對橋梁施工過程進行相應(yīng)的控制計算和分析。在建模時。把全橋總共分為212個小單元和218個節(jié)點。從單元1一直到單元180都是橋梁的主梁單元，其余剩下的單元為橋墩單元。橋墩和主梁之間采用梁單元進行模擬，部分采用剛臂連接，并且還要保證連續(xù)梁的部分主梁以及和橋梁之間應(yīng)用的形式為橫向自由度、順橋向扭轉(zhuǎn)自由度以及豎向自由度。按照施工參數(shù)和施工工序，首先需要確定的便是成橋的狀態(tài)，然后利用正確的計算方法計算和確定出在不同施工狀態(tài)下結(jié)構(gòu)受力和變形情況。

在確定好模型之后還需要計算出相應(yīng)的參數(shù)，首先需要確定的便是預(yù)應(yīng)力鋼絞線材的料 特性，此次模型所采用的鋼絞線為國標(biāo)GB/T5224-2003松弛度比較低的高強度鋼絞線，抗拉的強度高達1 864 MPa，彈性模量Ep=195 000 MPa，預(yù)應(yīng)力受損的相關(guān)參數(shù)分別如表1所示。

主梁和橋墩材料以及截面特性，經(jīng)過專門的計算和記錄，得出的結(jié)果如表2所示。

表1　預(yù)應(yīng)力損失相關(guān)的參數(shù)

表2　主梁和橋墩材料及截面特性

通過表1可知這四項預(yù)應(yīng)力受損參數(shù)都比較低，說明受損可以忽略不計，對表二分析可知主梁和橋墩材料以及截面特性經(jīng)過專門的計算所得出的梁長、容量、梁段重量、彈性重量、面積、扭矩以及慣性矩等各方面的數(shù)值都符合線性控制的相關(guān)要求。

4結(jié)語

綜上所述，如今大跨度連續(xù)剛構(gòu)類型的橋梁模式已經(jīng)成為了橋梁施工建設(shè)的常見選擇，是在施工過程中應(yīng)用非常廣泛的一種橋梁模式。

參考文獻：

[1]宋士新. 大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制關(guān)鍵問題分析與研究[D].華南理工大學(xué),2012.

[2]林富權(quán). 大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制關(guān)鍵問題分析與研究[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu),2013,(16):112-113.

[3]劉景勇. 大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁工程施工風(fēng)險評價研究[D].長沙理工大學(xué),2013.

收稿日期：2015-06-10

作者簡介：熊業(yè)會(1964-)，女，貴州黔西人，工程師，研究方向：公路工程 。

中圖分類號：U445

文獻標(biāo)識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0117-01