鐵路橋梁施工誤差分析與調(diào)整

賀燕青

中鐵七局集團(tuán)第四工程有限公司 湖北 430074

【摘 要】鐵路橋梁施工規(guī)范和驗(yàn)標(biāo)，根據(jù)建筑物的不同部位的功能，對(duì)誤差量值的正負(fù)區(qū)間，均有明確的規(guī)定，它為工程質(zhì)量的驗(yàn)評(píng)提供了統(tǒng)一和量化的判別標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。其目的含義在于：“施工中發(fā)生的小于或等于施工許可誤差的建筑物，應(yīng)屬合格品，即其功能滿足設(shè)計(jì)要求，可以正常使用；反之則為不合格品，它不能滿足設(shè)計(jì)功能，不能正常使用”。

【關(guān)鍵詞】鐵路橋梁；施工誤差；調(diào)整分析

引言：

鐵路橋梁施工誤差分析與調(diào)整是施工監(jiān)控的難點(diǎn)，也是施工監(jiān)控三大系統(tǒng)中相對(duì)最不成熟的部分，主要原因是測(cè)試數(shù)據(jù)較少而影響因素較多的矛盾引起的。例如，引起主梁標(biāo)高較低的因素較多，諸如混凝土超方、掛籃變形較大、預(yù)應(yīng)力張拉力不夠、臨時(shí)荷載引起、日照影響等等，在諸多的因素中，僅僅通過(guò)標(biāo)高測(cè)量或者應(yīng)變測(cè)量是很難判斷出原因的。

一、施工誤差的界定標(biāo)準(zhǔn)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)計(jì)方法的優(yōu)化，建筑物的設(shè)計(jì)質(zhì)量與其考慮因素的全面、準(zhǔn)確緊密相關(guān)，特別是結(jié)構(gòu)輕巧、充分發(fā)揮材料特性的建筑物，就更顯重要。

計(jì)量學(xué)又巾誤差的定義為：“誤差是指計(jì)量結(jié)果與被計(jì)量的真值之間的差異”。對(duì)粗大誤差定義為：“超過(guò)在規(guī)定條件下預(yù)期的誤差就是粗大誤差”。就鐵路橋涵施工誤差的發(fā)生結(jié)果并量值分布情況，亦有正常的施工誤差和異常的粗大誤差兩種表現(xiàn)，前者屬于受控于事先規(guī)定、為規(guī)范和質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱驗(yàn)標(biāo)）所允許的施工誤差；而后者則是超出事先規(guī)定，為規(guī)范和驗(yàn)標(biāo)所不容的施工失誤。規(guī)范和驗(yàn)標(biāo)對(duì)施工許可誤差量值界定時(shí)考慮的主要因素是：當(dāng)今施工的綜合技術(shù)水平、建筑材料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)的需要、靜力學(xué)的限值以及經(jīng)濟(jì)投人等，總的考慮問(wèn)題的核心是建筑物的用途和相應(yīng)的設(shè)計(jì)功能（安全、使用、觀瞻等）。故施工許可誤差量值正負(fù)區(qū)間的界定標(biāo)準(zhǔn)，并非技術(shù)指標(biāo)越嚴(yán)越好、誤差區(qū)間越小越好，其科學(xué)的選擇應(yīng)該是：“在滿足建筑物設(shè)計(jì)功能的前提下，作到技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理”。文中以下述及的“誤差”和“功能”，均指“施工許可誤差”和設(shè)計(jì)的“結(jié)構(gòu)安全功能”。

二、施工誤差與設(shè)計(jì)功能的相關(guān)性

施工誤差的量值表現(xiàn)，一般均為正態(tài)分布的向量，所謂向量是指其形位尺寸，均系可以度量的量。由于施工工序和階段不同，誤差的可度量性，又表現(xiàn)為可見(jiàn)的和隱蔽的兩種形式，前者如展現(xiàn)于外的建筑物形狀和尺寸，后者如竣工后建筑物的基礎(chǔ)座標(biāo)和內(nèi)部的鋼筋數(shù)量、位置等。施工誤差無(wú)論其表現(xiàn)形式如何，它都從正負(fù)兩個(gè)方面、或多或少地直接影響建筑物的功能，故稱“誤差”與“功能”在系統(tǒng)的相關(guān)性上二者呈緊密相關(guān)。

三、鐵路橋梁施工誤差調(diào)整控制

橋梁的施工中，橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)總是存在著一定的誤差。主要由于設(shè)計(jì)參數(shù)、誤差、測(cè)量、結(jié)構(gòu)分析模型等綜合因素影響所致。既然橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)總是存在著一定的偏差，那么用什么理論和方法去分析這些誤差，如何調(diào)整這些誤差、控制其影響，是橋梁工程施工中一個(gè)的重 要問(wèn)題。

1.結(jié)構(gòu)剛度誤差

引起結(jié)構(gòu)剛度誤差的因素，一方面是混凝土彈性模量的改變，另一方面截面尺寸的變化，都對(duì)剛度有所影響。對(duì)于對(duì)稱懸臂施工的連續(xù)梁橋來(lái)說(shuō)，如果整體剛度提高，雖然澆筑混凝土過(guò)程中主梁變形量會(huì)減少，但是，張拉預(yù)應(yīng)力束過(guò)程中變形量也會(huì)減少。所以，結(jié)構(gòu)剛度誤差對(duì)施工控制質(zhì)量的危害不大。

2.澆筑混凝土誤差

澆筑混凝土誤差，即超方現(xiàn)象是澆筑混凝土過(guò)程中難以克服的誤差，產(chǎn)生的原因有兩方面。一方面是澆筑混凝土?xí)r，由現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人估計(jì)頂、底板混凝土厚度而產(chǎn)生的誤差，另一方面是由模板變形和混凝土容重變化而產(chǎn)生的誤差?；炷脸綄?duì)連續(xù)梁橋施工階段的內(nèi)力和線型影響較大，特別是兩側(cè)出現(xiàn)不平衡超方時(shí)，影響就更大。當(dāng)結(jié)構(gòu)懸臂伸長(zhǎng)時(shí)，危害急劇增加。

在施工過(guò)程中，通過(guò)改進(jìn)施工方法減少誤差的產(chǎn)生是很有必要的，也是可行的。對(duì)懸臂施工的連續(xù)梁橋來(lái)說(shuō)，由于兩懸臂端對(duì)稱荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響比單側(cè)荷載要小的多，所以，施工中出現(xiàn)兩側(cè)不平衡荷載時(shí)，可以考慮在輕的一側(cè)增加重量，只要保持平衡，影響不會(huì)太大。

3.橋面臨時(shí)荷載影響

橋面臨時(shí)荷載的影響類似于混凝土超方，既存在對(duì)稱荷載，也存在單側(cè)荷載。橋面臨時(shí)荷載可分為兩類，第一類相對(duì)固定，如卷?yè)P(yáng)機(jī)、壓漿機(jī)、吊索機(jī)、施工簡(jiǎn)易房等；第二類比較隨機(jī)，如橋面上堆放的鋼筋、型鋼、錨具等。

由于橋面荷載隨機(jī)性較大，只能通過(guò)實(shí)地觀察，估計(jì)橋面荷載的重量以及位置，在計(jì)算數(shù)據(jù)中考慮。如果能準(zhǔn)確估計(jì)第一類荷載的重量，并且隨時(shí)記錄第二類荷載堆放的時(shí)間和重量，是能夠在計(jì)算中消除此類誤差的。由于臨時(shí)荷載是隨機(jī)的，如果把每一種荷載影響作為荷載工況輸入跟蹤計(jì)算，并不方便。一般情況下，可先進(jìn)行試算，將各種荷載影響的結(jié)果算出，作為修正值現(xiàn)場(chǎng)修正會(huì)比較方便。

當(dāng)結(jié)構(gòu)處于懸臂狀態(tài)時(shí)，橋面臨時(shí)荷載的影響效果同澆筑混凝土的超方現(xiàn)象。由于它是隨機(jī)的，所以較難掌握。在施工過(guò)程中，加強(qiáng)施工管理，除了必須的施工設(shè)備外，對(duì)于無(wú)用的設(shè)備及時(shí)清理，并且盡可能保持橋面荷載的平衡性。在計(jì)算中要考慮臨時(shí)荷載的影響，特別是在掛籃定位時(shí)要將不平衡的臨時(shí)荷載影響排除。

4.掛籃及模板定位誤差

由于掛籃是一個(gè)龐大的結(jié)構(gòu)物，加上掛籃本身剛度的影響，實(shí)際施工時(shí)掛籃位置很難做到與設(shè)計(jì)一致。掛籃模板定位包括外模板和內(nèi)模板的定位，外模板決定了梁底標(biāo)高，而內(nèi)模板決定了橋面的標(biāo)高。掛籃定位是控制主梁標(biāo)高最重要也是最直接的手段，定位時(shí)只要態(tài)度認(rèn)真，并且掛籃在設(shè)計(jì)上是合理的，掛籃定位誤差能夠控制在允許范圍以內(nèi)。一般橋梁工地都是24小時(shí)工作制，在掛籃定位時(shí)其它工序仍在進(jìn)行，所以掛籃定位必須考慮溫度和臨時(shí)荷載的影響。

5.掛籃變形誤差

澆筑混凝土過(guò)程中，掛籃會(huì)發(fā)生變形，這包括縱向變形和橫向變形，也包括彈性變形和非彈性變形。掛籃非彈性變形對(duì)施工控制質(zhì)量有較大影響，特別是后支點(diǎn)掛籃，由于無(wú)拉索幫助，掛籃受力較大。前支點(diǎn)掛籃由于拉索幫助，其縱梁的受力得到很大改善，但是，對(duì)于寬橋，前支點(diǎn)掛籃優(yōu)點(diǎn)不明顯，其主要受力在橫向，所以前支點(diǎn)掛籃的橫向受力更為重要。

6.溫度影響

溫度影響是施工控制中較難掌握的因素，這主要是因?yàn)闇囟仁冀K變化無(wú)常，而且在同一時(shí)刻，結(jié)構(gòu)各部分也存在溫差。所以，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中一般不把溫度影響作為單獨(dú)工況，而是將溫度影響單獨(dú)列出，作為修正。溫度測(cè)量也比較困難，一般情況下，只能測(cè)氣溫，而氣溫和結(jié)構(gòu)溫度是有很大差別的。溫度影響產(chǎn)生橋梁撓度變化有兩種情況：均勻溫差、箱梁內(nèi)外側(cè)的相對(duì)溫差。

溫度變化雖然隨時(shí)存在，但其對(duì)施工控制的危害主要表現(xiàn)在掛籃定位時(shí)，選擇夜間或者早晨進(jìn)行掛籃定位比較合適。溫度影響變化無(wú)常，每座橋都有各自特點(diǎn)，所以施工控制前必須加強(qiáng)觀測(cè)，及時(shí)掌握規(guī)律，盡可能排除溫度影響。如果能掌握溫度引起撓度的變化規(guī)律，可以將掛籃定位安排在任意的時(shí)間進(jìn)行，對(duì)于加快施工進(jìn)度是有好處的。

結(jié)語(yǔ)：

伴隨著我國(guó)鐵道交通的迅猛發(fā)展，人們生活水平的提高，我們知道鐵路橋梁施工是一項(xiàng)復(fù)雜多變的工作，所以說(shuō)這對(duì)施工人員是一種挑戰(zhàn)，近些年看來(lái)，我國(guó)橋梁施工誤差給橋梁帶來(lái)的事故已經(jīng)是屢見(jiàn)不鮮，這說(shuō)明我們施工人員對(duì)橋梁施工誤差依然還不夠認(rèn)識(shí)，面對(duì)這些問(wèn)題，筆者借助本文對(duì)鐵路橋梁施工誤差分析與調(diào)整，希望能為同行帶來(lái)一定的幫助。

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