預應力混凝土連續(xù)梁橋施工控制

(重慶交通大學 建筑與土木工程學院　重慶　400074)

一、引言

(一)預應力橋梁的性能。預應力混凝土連續(xù)梁橋是因為有著結構剛度大、變形誤差小、受力性能強，施工技術優(yōu)化，能夠充分的發(fā)揮鋼筋和混凝土材料的力學特點的性能，從而被廣泛采用。在我國公路橋梁、鐵路橋梁等，預應力混凝土連續(xù)梁橋的橋型占有主導地位。預應力混凝土一般都適用于變截面梁橋，橫截面都為箱形截面，因為箱型截面的抗扭剛度較大，能夠合理的抵消正彎矩和負彎矩而且受力時全截面能夠均勻分配。近來，特別是跨徑在60米到150米的橋梁大多都采用的是預應力混凝土箱型截面，并且得到橋梁界的一致好評。對于預應力混凝土連續(xù)梁橋本身的這個結構體系，在19世紀初就成為了常用的結構體系，并被人們用于橋梁結構形式當中。隨著預制技術的發(fā)展和先進的施工方法，加上在懸臂施工的不斷改進，預應力混凝土連續(xù)梁橋在整個橋梁發(fā)展中，越來越成為主導橋型。

(二)我國橋梁發(fā)展展望。改革開放以來，我國的社會主義現(xiàn)代化建設和各項事業(yè)都取得了舉世矚目的成就，特別是我國的公路和鐵路事業(yè)。但在我國西部地區(qū)和一些經(jīng)濟發(fā)展比較滯后的地區(qū)，公路和鐵路的占有率還比較低，因此這些地區(qū)的橋梁發(fā)展也是較于落后。在我國目前規(guī)劃的十三五計劃期間，大力發(fā)展交通是我國社會主義現(xiàn)代化建設中必不可少的一個環(huán)節(jié)。

二、施工控制的基本原理

(一)施工控制的目的和意義。橋梁施工控制是指通過合理、科學的控制手段，對正在施工的結構體進行監(jiān)測和合理的內(nèi)力分析，來保證施工的順利進行，為合理的成橋狀態(tài)提供真實可靠的數(shù)據(jù)。通過有限元的計算理論、施工的線性測量以及借助先進的現(xiàn)代儀器，分析出各個環(huán)節(jié)的計算結果以及合理的分類數(shù)據(jù)，再通過誤差分析來修改相應的相關參數(shù)，最后來確保整個橋梁在施工過程中的安全和質(zhì)量。對于那些通過分析不達標的結果數(shù)據(jù)，我們需要采用合適的方法進行及時的補救，防患于未然。施工控制的意義在于通過科學合理的計算方法所得出的數(shù)據(jù)來保證全橋在施工過程中的結構穩(wěn)定、安全、質(zhì)量、美觀。

(二)施工控制的基本原則。橋梁施工控制具體含義是指通過合理、科學的控制手段，對正在施工的梁體進行監(jiān)測和內(nèi)力分析，來保證施工的順利進行，為合理的成橋運營階段把控了具體宏觀的數(shù)據(jù)。

1.受力要求；預應力連續(xù)梁橋結構的受力狀態(tài)主要表現(xiàn)在主梁的受力結構上，主梁承擔荷載后的內(nèi)力是否滿足設計要求，就必須要嚴格控制最大彎矩橫截面處的最大正應力，讓這個最大的正應力小于規(guī)定設計值之內(nèi)。

2.線形要求；線形控制主要是指主梁以及重要部件在成橋之后的標高是否在規(guī)定的設計值之內(nèi)。

3.調(diào)控手段；由于主橋采用懸臂饒筑法施工，要對主梁模板的標高做出嚴格的規(guī)定，不能超過所規(guī)定的誤差值，通過每段的模板標高符合是否要求來控制整橋的線性。除此之外，需要對預應力的張拉施工過程進行嚴格的控制，以便于我們對主梁受力進行掌控。

三、實橋施工控制

施工監(jiān)測是施工控制目的實現(xiàn)的基本手段，是確保大橋最終成功建成的前提工作。

(一)線形控制。橋梁線形預測與調(diào)整不僅是橋梁施工計算和控制的一項重要內(nèi)容，也是確保橋梁施工宏觀質(zhì)量控制和橋梁整體建設的安全保障。在大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁橋施工控制之中，公認的兩個最重要的指標因素是線性變化和應力變化。任何橋梁體系在每一個施工階段中的變形和內(nèi)力是可以通過一些方法進行計算和預計的。當主梁上承擔各種荷載時，又在滿足整個結構體系受力安全的情況下，我們需要通過在檢測過程中的實際值和預計值進行對比，對主梁中的每一個段塊進行模型計算，隨即進行檢查和分析，考慮多種荷載下的撓度變化，使之控制在規(guī)定的高差范圍之內(nèi)，避免出現(xiàn)不必要的工程事故。因此，撓度的控制是整個線性控制中的重中之重。

(二)應力控制。對最大彎矩處橫截面的箱型截面混凝土的最大正應力進行監(jiān)控和控制，需要關注這個最大的應力值在每一個施工過程中呈現(xiàn)出怎樣的變化情況，這個最大的正應力又是否滿足規(guī)范設計的要求。由于鋼筋混凝土材料不穩(wěn)定的因素性比較多，以及結構材料的選擇、施工的順序、材料的齡期等各種條件因素的影響，會導致結構通過數(shù)據(jù)得出的應力與原本設計的應力值很難一致。因此，利用現(xiàn)代先進的儀器對每段測試、誤差分析與處理，使結構所測得的最大彎矩處的最大應力最大限度地接近于結構真實的應力狀態(tài)，從而較準確的掌握結構的實際應力狀態(tài),確保各施工階段梁體的安全，能讓整個工程繼續(xù)實施下去。

(三)橋梁合龍段施工監(jiān)控。對預應力混凝土連續(xù)梁橋進行懸臂澆筑法施工時，如果主梁采用不同順序的合龍方式，會對結構產(chǎn)生不同的受力效應。橋梁在合龍段的施工過程中，主梁由懸臂交叉的狀態(tài)向固定錨固的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，整個橋梁體系也在施工過程中發(fā)生了比較大的轉(zhuǎn)變，此時邊梁端和主梁的支座處也是處于比較復雜的受力狀態(tài)。為了確保支座附近處的穩(wěn)定性和安全性，需要克服一些多余荷載，在橋梁施工過程中，必須采用墩梁固結的施工工藝來解決復雜受力的問題。合理的合龍施工控制是十分必要的，在懸臂施工的方法中，一般的施工流程的具體順序都是先進行邊跨合龍，然后進行跨中合龍，在這過程中必有一系列的體系交叉轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過程中必然會引起結構的內(nèi)力變化和線性變化，所以在橋梁合龍段的施工監(jiān)控中，需要盡可能的保證成橋后的線性和內(nèi)力變化在其設計值的范圍之內(nèi)。因此，合理科學的選取方案顯得尤為重要。

四、結 論

橋梁施工控制是整個橋梁從開始到結束的健康穩(wěn)定的重要監(jiān)管，是控制和保證橋梁工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。通過分析國內(nèi)外施工控制技術的發(fā)展現(xiàn)狀以及采用的主要施工控制方法，可知懸臂施工是適用比較廣泛的施工方法。這種方式的優(yōu)點在于：懸臂施工法適用于大跨徑橋梁，對于跨越河道、溝谷更加適用，而且受地形影響小。預應力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂法施工時，由于混凝土的收縮徐變、結構幾何參數(shù)的變化以及受時間、溫度變化的影響，橋梁結構各施工階段的內(nèi)力和撓度都將會與設計值存在偏差，為確保施工的質(zhì)量和安全，進行施工控制必不可少。此外，懸臂澆筑法的機械化程度高，能夠減少勞動力投入量，由于機械化和循環(huán)重復作業(yè)，可以改進施工工藝并提高工程質(zhì)量，容易實現(xiàn)連接及中跨合龍段的撓度和內(nèi)力控制。由此表明，合理的施工控制方法，是達到施工控制目的的保障。