預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋施工控制的關(guān)鍵技術(shù)研究

孫廣婧

北京國道通公路設(shè)計(jì)研究院股份有限公司 北京 100053

一、混凝土斜拉橋結(jié)構(gòu)體系與選擇

混凝土斜拉橋的主體結(jié)構(gòu)包括主梁、拉索、索塔和橋墩，根據(jù)施工目標(biāo)地點(diǎn)的環(huán)境概況，工程師可通過合理的結(jié)合方式，設(shè)計(jì)主體結(jié)構(gòu)的組合方案，還可以根據(jù)拉索的錨拉體系來形成斜拉橋的可行性結(jié)構(gòu)方案。其中，按照第一種實(shí)施方案主要有以下四種體系：其一，漂浮體系，即塔墩固結(jié)，塔梁分離，該體系能夠保證橋梁受力均勻，具有較大彈性；其二，塔梁固結(jié)體系，即塔梁固結(jié)、塔墩分離，能夠顯著減小主梁中央段的承受的軸向拉力；其三，半漂浮體系，在塔墩處主梁下設(shè)置豎向支撐，能夠調(diào)整橋梁支座反力，消除徐變內(nèi)力的影響；其四，鋼構(gòu)體系，主梁、塔索、橋墩三者互為固結(jié)，可允許適當(dāng)?shù)乃轿灰频募袅g或掛梁。根據(jù)錨拉體系又可有自錨式斜拉、部分地錨式斜拉、地錨式斜拉三種結(jié)構(gòu)體系，拉鎖的水平分力由主軸力承擔(dān)。通過合理的選擇斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系，是工程建設(shè)的基礎(chǔ)也是重點(diǎn)。

二、預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉條施工控制原則

根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)橋梁的施工，在是公的過程中，要對(duì)工程進(jìn)行合理的調(diào)整和控制，保證施工在各階段的準(zhǔn)確性，在最大程度上減小損失。建設(shè)方案上的理論數(shù)值可能與實(shí)際施工情況有所偏差，為了盡可能減小這一偏差，管理負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)對(duì)橋梁的各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，結(jié)合其線性、內(nèi)力關(guān)系等信息數(shù)據(jù)，對(duì)施工工程進(jìn)行合理的調(diào)整與控制，其控制原則主要有以下三個(gè)方面。

第一，注意結(jié)構(gòu)主體的線形關(guān)系，主梁是橋梁施工的核心基礎(chǔ)，主梁線形數(shù)據(jù)主要包括主梁的基礎(chǔ)標(biāo)高與成橋后的標(biāo)高是否符合預(yù)期建設(shè)要求，這一指標(biāo)是橋梁建設(shè)初期到結(jié)束后都要持續(xù)關(guān)注和調(diào)整的因素。

第二，整體結(jié)構(gòu)的受力水平，橋梁主體結(jié)構(gòu)中，橋墩主要起到固定作用，主梁、索塔和拉索起到受力作用，包括橋面的應(yīng)力、分力。其中主梁承擔(dān)恒載的四分之三的力，以及活載的大部分力，斜拉索能夠有效的幫助主梁承擔(dān)一部分的恒載重量，可以達(dá)到加大橋梁跨越能力，降低主梁高度的作用。而主梁截面的軸力、應(yīng)力以及彎矩有著直接的關(guān)系，而實(shí)際上，應(yīng)力受軸力的影響比較小，而彎矩卻與應(yīng)力有著較大的影響關(guān)系，對(duì)整體結(jié)構(gòu)的受力水平進(jìn)行有效控制，就要求技術(shù)人員對(duì)主梁的彎矩和應(yīng)力有較好的把控能力，通過對(duì)受力的合理分配，實(shí)現(xiàn)技術(shù)控制。

第三，整體調(diào)控，拉索的存在能夠決定主梁的高度與受力水平，主要是由于，主梁截面的手里水平與斜拉索的拉力有直接的關(guān)系，拉索的分力也能夠直接作用在主梁主軸力上，相互影響，對(duì)主梁與拉鎖的結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，能夠有效控制橋梁整體受力水平，以確保施工的科學(xué)合理性，保障后期的竣工的安全性。

三、預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋施工控制的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)分析

（一）加強(qiáng)材料控制

在施工環(huán)節(jié)，采用C55補(bǔ)償收縮混凝土進(jìn)行施工，開始前進(jìn)行配合比實(shí)驗(yàn)，保證混凝土的使用要求。工程建設(shè)過程中，外部因素與內(nèi)部因素都可能成為影響工程質(zhì)量的要素，如工程材料的出場指標(biāo)等外部因素以及方案設(shè)計(jì)的可行性等內(nèi)部因素等，現(xiàn)場控制的要點(diǎn)應(yīng)對(duì)其外部參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格管理，即對(duì)混凝土、拉索等材料的出廠規(guī)范進(jìn)行檢查，算出實(shí)際參數(shù)指標(biāo)與理論參數(shù)指標(biāo)之間存在的差異，決定對(duì)工程施工方案的整改措施，以保證工程方案的可行性以及安全性。同時(shí)，由于對(duì)混凝土體積使用量較大，在施工過程中必須采用有效的措施來保證避免混凝土開裂的問題，采用低水化熱的水泥、粉煤灰、埋設(shè)冷卻管等措施進(jìn)行控制。

由于建筑材料的特殊性，容易受到外部環(huán)境的影響，給橋梁的建設(shè)帶來了一定的難度，如混凝土受環(huán)境溫度影響較大，不同季節(jié)或時(shí)期的溫差水平都不同，對(duì)混凝土?xí)a(chǎn)生一定的影響，過強(qiáng)的日照水平，會(huì)加速水泥的膨脹，使施工難以進(jìn)行，為了實(shí)際合理的施工方案，技術(shù)人員應(yīng)在一天內(nèi)日照溫度適宜的條件下對(duì)混凝土的受力情況進(jìn)行測量，記錄受力指標(biāo)，保證施工的可靠性。

（二）預(yù)應(yīng)力施工控制

全橋預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，需要在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值95%以上、彈性模量達(dá)到100%，滿足混凝土養(yǎng)護(hù)條件后才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施加。在施加環(huán)節(jié)遵循上下均衡、左右對(duì)稱的原則。預(yù)應(yīng)力管道定位操作應(yīng)當(dāng)保證不受混凝土澆筑過程的影響，定位網(wǎng)間距控制在0.5m以內(nèi)，對(duì)于曲線位置應(yīng)當(dāng)控制在0.25m以內(nèi)。

預(yù)應(yīng)力穿束準(zhǔn)備工作階段應(yīng)當(dāng)利用壓縮空氣或者高壓水槍將影響施工正常進(jìn)行的雜物進(jìn)行清理，在張拉時(shí)間超過24h后進(jìn)行壓漿，具體的設(shè)置位置可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確定，采取有效措施保證壓漿質(zhì)量，采用純水泥漿，加入微膨脹劑來調(diào)整水泥漿的強(qiáng)度，同時(shí)優(yōu)化壓漿效果。在現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完畢后，禁止大強(qiáng)度移動(dòng)錨頭和鋼束，對(duì)于長度多余的材料利用切割機(jī)進(jìn)行切割，按照預(yù)留的長度進(jìn)行處理。

（三）斜拉索養(yǎng)護(hù)控制

斜拉索在安裝完成后應(yīng)及時(shí)安裝減震阻尼器，制定每年的索力測定計(jì)劃，獲取斜拉索的振動(dòng)情況，特別是掌握其在惡劣天氣條件下的情況，一旦發(fā)現(xiàn)失效減振裝置，在第一時(shí)間進(jìn)行維修或者更換，如果拉索的振幅過大，則需要及時(shí)制定處理計(jì)劃，保證減振效果。

四、結(jié)論

預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的施工難度不僅僅體現(xiàn)在施工技術(shù)水平上，建設(shè)過程中，技術(shù)人員的現(xiàn)場檢測技術(shù)對(duì)不確定因素的管控能力起到了主導(dǎo)作用。在施工過程中，項(xiàng)目部應(yīng)當(dāng)建立應(yīng)急處理機(jī)制，及時(shí)解決建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，提高工程建設(shè)的準(zhǔn)確性與安全性，極大程度上保證施工的安全以及竣工后橋梁的投入使用的安全可靠性。