大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)的研究

劉超豪 劉 宇

引言

由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可以更好的將高強(qiáng)度材料的性質(zhì)完全發(fā)揮出來(lái)，并且截面較小，彎矩較小。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)自身重量較輕但是跨越性能非常突出，同時(shí)還可以避免普通混凝土施工過(guò)程中產(chǎn)生裂縫問(wèn)題。通過(guò)大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)與分析，能夠有效保證橋梁的施工品質(zhì)和安全性能。

1 大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)施工技術(shù)要求

1.1 保證橋梁施工的品質(zhì)

由于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的設(shè)計(jì)主要采用多階段、多工序的自架設(shè)設(shè)計(jì)要求，所以必須要充分運(yùn)用程序分析的方法，針對(duì)自架設(shè)施工的內(nèi)容進(jìn)行多階段、多工序的模擬。通過(guò)計(jì)算各個(gè)階段內(nèi)力、形變等內(nèi)容和情況，這樣可以保證橋梁在施工的過(guò)程中有所參考，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)有所出入的情況，可以幫助施工人員進(jìn)行判斷與檢查，從而提高橋梁的施工品質(zhì)[1]。同時(shí)，在大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工的過(guò)程中，都有著重要的施工步驟，所以通過(guò)該設(shè)計(jì)方法能夠保證施工步驟和流程符合要求，避免施工程序不當(dāng)帶來(lái)的工序混亂、施工進(jìn)度緩慢的問(wèn)題。同時(shí)，大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)處理要求比較高，所以在施工的過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于施工人員的監(jiān)督，更好的保證橋梁品質(zhì)。

1.2 保障橋梁的安全性能

為了能夠提高橋梁的使用壽命，保證車輛行駛的舒適性，提升橋梁的耐久度以及穩(wěn)定性，所以在橋梁施工的過(guò)程中必須重視施工質(zhì)量控制工作。同時(shí)結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)連續(xù)橋梁施工的進(jìn)程進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，預(yù)留長(zhǎng)期觀測(cè)點(diǎn)，從而提高橋梁的長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)能力。在這種情況下，必須提高大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的設(shè)計(jì)技術(shù)，全面提升橋梁的品質(zhì)，保證橋梁的建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

2 大跨徑橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)施工技術(shù)

2.1 無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法

無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法也被稱為零彎矩應(yīng)力法，通過(guò)這種方法能夠保證橋梁結(jié)構(gòu)的各個(gè)單元件曲率保持在固定的狀態(tài)，并且還能夠?qū)⑦@些結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新組合，保證橋梁結(jié)構(gòu)分析受力狀態(tài)更加科學(xué)有效。

2.2 正算法

正算法是正裝計(jì)算法的簡(jiǎn)稱，當(dāng)采用這種算法時(shí)，應(yīng)該根據(jù)計(jì)算原則選擇參數(shù)，而這個(gè)參數(shù)就是需要控制的對(duì)應(yīng)參數(shù)。在參數(shù)選擇的過(guò)程中，必須保證結(jié)合橋梁施工的實(shí)際進(jìn)展?fàn)顩r進(jìn)行分析，明確橋梁的受力以及結(jié)構(gòu)形變的效果，并且按照順序計(jì)算施工單元架設(shè)的內(nèi)應(yīng)力以及位移情況。

2.3 倒拆法

倒拆法又被稱之倒樁計(jì)算法。與正算法不同的是，該方法根據(jù)實(shí)際施工進(jìn)程完全相反的方式來(lái)計(jì)算，并且保證得到施工單元的控制參數(shù)，結(jié)合橋梁工程結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)程你進(jìn)行反結(jié)構(gòu)行為的分析。通過(guò)采用理想恒載分析的方法實(shí)現(xiàn)實(shí)際狀態(tài)的調(diào)整。倒拆法的順序結(jié)構(gòu)與正裝計(jì)算法的順序結(jié)構(gòu)相反，并且主要通過(guò)在理論層面上進(jìn)行計(jì)算明確理想性的處理施工狀態(tài)[2]。

3 大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制要點(diǎn)

3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

對(duì)于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)來(lái)說(shuō)，必須保證全部的結(jié)構(gòu)參數(shù)都要進(jìn)行充分的考慮，其中包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸以及材料熱膨脹系數(shù)等重要因素。橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)控制是保證橋梁施工的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響著施工準(zhǔn)確性。在橋梁施工的過(guò)程中，應(yīng)該進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，并且根據(jù)實(shí)際測(cè)得的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸進(jìn)行修改并取值，同時(shí)也應(yīng)該根據(jù)誤差進(jìn)行定量分析。結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸對(duì)于整個(gè)截面特性來(lái)說(shuō)都非常重要，并且會(huì)產(chǎn)生直接的影響，通過(guò)對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸的參數(shù)控制，也能夠?qū)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力以及變形的分析結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。材料的熱膨脹系數(shù)對(duì)于施工技術(shù)控制會(huì)產(chǎn)生準(zhǔn)確的方面的影響。通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽樣檢測(cè)，并且結(jié)合同種類橋梁結(jié)構(gòu)的采樣進(jìn)行分析對(duì)比，能夠明確大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)的變化。同時(shí)針對(duì)材料容重進(jìn)行檢查，因?yàn)槿葜貑?wèn)題很有可能造成機(jī)構(gòu)內(nèi)力形變，例如造成施工過(guò)程的實(shí)際容重與設(shè)計(jì)容重之間存在較大的差距。

3.2 建筑材料的收縮與徐變

混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁中，建筑材料會(huì)產(chǎn)生收縮變化，進(jìn)而影響橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和結(jié)構(gòu)變形。如果在施工的過(guò)程中，混凝土的加載時(shí)間比較短，或者各個(gè)階段的變化齡期差距較大，這種情況下很容易引發(fā)建筑材料發(fā)生收縮與徐變的問(wèn)題。所以在材料施工設(shè)計(jì)控制的過(guò)程中，必須全面考慮到這些細(xì)節(jié)，并且結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行全面分析。

3.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析模型

在結(jié)構(gòu)計(jì)算的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，并建立對(duì)應(yīng)的模型，能夠通過(guò)模型預(yù)估來(lái)計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)。但是由于許多不可控的因素，模型與實(shí)際之際必然存在誤差。在控制的過(guò)程中，首先應(yīng)該做好準(zhǔn)備工作，例如反應(yīng)結(jié)構(gòu)實(shí)際特征的最佳模型以及最好的分析方法，在必要的條件下進(jìn)行專門的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，保證計(jì)算模型的誤差對(duì)于實(shí)際橋梁施工的影響降到最低。為了保證模型分析的準(zhǔn)確度，可以采用不同的計(jì)算方式比對(duì)計(jì)算結(jié)果，確保工程質(zhì)量。

3.4 施工監(jiān)測(cè)存在誤差

在實(shí)際施工的過(guò)程中，工程誤差的來(lái)源包括外部原因和內(nèi)部原因兩個(gè)方面，施工監(jiān)測(cè)誤差就屬于內(nèi)部原因的一種。之所以產(chǎn)生施工監(jiān)測(cè)誤差，主要的原因就是檢測(cè)儀器或者監(jiān)測(cè)方法存在誤差，并且針對(duì)工程進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生誤差。誤差的存在對(duì)于工程產(chǎn)生影響比較重要，尤其是對(duì)于橋梁施工的參數(shù)、狀態(tài)等因素的影響，還有可能造成擴(kuò)大誤差的問(wèn)題。

3.5 溫度變化

大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)的過(guò)程中，除了地質(zhì)條件對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工會(huì)產(chǎn)生影響之外，溫度的變化對(duì)于橋梁建筑也會(huì)有很大程度的影響。尤其是在不同溫度條件下，由于橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)會(huì)隨著溫度的變化而發(fā)生形變，所以在施工設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該重點(diǎn)考慮溫度條件對(duì)于施工的干擾。尤其是在高原寒冷地區(qū)，由于晝夜溫差較大，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)變能力也比較強(qiáng)，很容易影響橋梁工程的整體質(zhì)量。需要說(shuō)明的是，溫度變化不止晝夜溫度的變化，而且還包括季節(jié)溫度的變化、日照溫度的變化。這些環(huán)境因素的變化都可能給大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)產(chǎn)生非常重要的影響。

3.6 大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)施工控制點(diǎn)

在進(jìn)行施工之前，一定要把握兩方面的施工要點(diǎn)。①必須保證施工環(huán)節(jié)與橋梁設(shè)計(jì)理念和要求相符合，保證模板內(nèi)部干凈整潔。在澆筑混凝土之前，一定要檢驗(yàn)混凝土坍塌下落程度是否均勻。在箱梁吊裝的過(guò)程中，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)在箱梁吊裝的位置處做好標(biāo)記，并且建設(shè)永久性的支架以及臨時(shí)支座的工程安裝。②在大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)的過(guò)程中，模板如果分塊的情況下，必須要保證分塊的合理性，這樣才能夠方便接下來(lái)的重新組裝。例如，針對(duì)模板自身的適應(yīng)性以及周轉(zhuǎn)率，選擇合適的定型鋼模作為箱梁的外模版，保證箱梁的光滑度，提高模板焊接的嚴(yán)密性。

4 結(jié)論

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)于橋梁施工建設(shè)的技術(shù)不斷完善，大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，在施工的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)于施工設(shè)計(jì)要點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行全面分析，并且采取恰當(dāng)?shù)目刂拼胧?，這樣能夠有效地增強(qiáng)大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的質(zhì)量，延長(zhǎng)橋梁使用壽命，提高橋梁的安全質(zhì)量。

[1]張 健.大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)[J].交通世界，2017（19）：116～117.

[2]吳楓.大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁災(zāi)害分析及治理[J].科技通報(bào)，2017，33（06）：214～217.