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【摘要】改革開(kāi)放以來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市交通的需要,大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工工程越來(lái)越多,這是我國(guó)橋梁工程中很重要的一部分。文章對(duì)大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制研究進(jìn)行分析,具有一定的借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】大跨;預(yù)應(yīng)力混凝土;連續(xù)梁橋;施工控制
中圖分類(lèi)號(hào):U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言
文章對(duì)影響大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工的因素和相關(guān)控制方法進(jìn)行了介紹,對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述,通過(guò)結(jié)合施工實(shí)例和自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了探討。
二、影響大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工的因素
連續(xù)梁橋在懸臂施工過(guò)程中,由于橋梁的結(jié)構(gòu)形式、所受荷載、邊界支撐條件以及環(huán)境溫度等的不斷變化,結(jié)構(gòu)總是發(fā)生不斷的變形,內(nèi)力狀態(tài)也在發(fā)生不斷的變化。盡管在橋梁的設(shè)計(jì)階段可以采用結(jié)構(gòu)分析方法計(jì)算出每一施工狀態(tài)下的理論值,但在實(shí)際施工時(shí),結(jié)構(gòu)的每一施工狀態(tài)未必都能達(dá)到該設(shè)計(jì)理論值。這是因?yàn)?,在設(shè)計(jì)時(shí)所取的設(shè)計(jì)參數(shù),如材料的彈性模量、截面幾何特性、構(gòu)件自重、臨時(shí)施工荷載、徐變收縮系數(shù)等不可能與實(shí)際完全一致,還有環(huán)境因素的影響,包括季節(jié)平均溫差和日照溫差、空氣濕度、風(fēng)荷載等,在設(shè)計(jì)階段也不一一囊括,還存在著測(cè)量誤差、施工誤差、結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)化和計(jì)算誤差等。這些因素在設(shè)計(jì)階段很難準(zhǔn)確把握,如果不在施工過(guò)程中進(jìn)行有效的控制,就會(huì)造成施工過(guò)程中主梁的變形、應(yīng)力值與設(shè)計(jì)值存在差異,這種差異具有累積效應(yīng)并且事后無(wú)法再進(jìn)行調(diào)整。
三、大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制方法
根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式、施工特點(diǎn)及具體控制內(nèi)容的不同,其采用的施工控制方法也不不盡相同。一般地,橋梁施工控制可分為事后控制法、預(yù)測(cè)控制法、自適應(yīng)控制法等。
1.事后調(diào)整控制法:在施工過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)己成橋跨結(jié)構(gòu)狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)不符時(shí),可通過(guò)一定的技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行調(diào)整,使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
2.預(yù)測(cè)控制法:以施工所要達(dá)到的目標(biāo)為前提,全面考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的各種因素,對(duì)橋梁每一個(gè)施工階段形成前后的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè),使施工按照既定目標(biāo)發(fā)展。
3.自適應(yīng)控制法:在橋梁施工過(guò)程中,控制系統(tǒng)的某些參數(shù)與工程實(shí)際參數(shù)不完全符合導(dǎo)致了實(shí)際結(jié)構(gòu)不能完全符合設(shè)計(jì)要求,此時(shí),通過(guò)對(duì)各類(lèi)參數(shù)的分析處理和修正,使橋跨結(jié)構(gòu)各施工階段可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,整個(gè)橋梁施工順利進(jìn)行。大跨徑橋梁的施工監(jiān)測(cè)控制中,一般采用的就是自適應(yīng)控制法。
四、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工關(guān)鍵技術(shù)探討
1.連續(xù)粱施工結(jié)構(gòu)控制分析
(1)結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制。結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制主要是控制連續(xù)梁在施工過(guò)程中以及主梁合攏之后的內(nèi)應(yīng)力。如果應(yīng)力控制不當(dāng),則會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成較大的危害影響,甚至?xí)绊懻麄€(gè)橋梁工程的安全性及穩(wěn)定可靠性,為此,必須要加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的控制與監(jiān)控。對(duì)于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)內(nèi)力的控制,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面是設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)應(yīng)力要與外部施工施加的預(yù)應(yīng)力平衡,保障懸臂梁的安全施工;另一方面是檢驗(yàn)施工階段外部預(yù)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)應(yīng)力是否存在偏差,并及時(shí)調(diào)整。
(2)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制主要是指懸臂梁澆筑施工方法的角度保障主梁穩(wěn)定性及承受一定載荷的情況下的穩(wěn)定性。這主要是因?yàn)殡S著橋梁跨徑的增大,懸臂梁的長(zhǎng)度也在不斷增加,這使得橋梁整體剛度下降,有可能會(huì)帶來(lái)橋梁主梁的不穩(wěn)定,因此必須要在施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的控制。
2.預(yù)應(yīng)力控制技術(shù)分析
(1)縱向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)??v向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)主要包括頂板束、底板束、腹板束等基礎(chǔ)構(gòu)件。頂板束主要分擔(dān)澆筑在墩上的混凝土固結(jié)所承受的負(fù)彎矩;底板束主要承受張緊拉力,而腹板束主要承受橋跨所承受的縱向剪切力。
(2)豎向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)。豎向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)可以采用精扎螺紋鋼進(jìn)行,采用若干個(gè)精扎螺紋鋼均勻布置在箱梁的腹板上.實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁豎向上的預(yù)應(yīng)力的平衡控制。對(duì)于具體的預(yù)應(yīng)力的控制,可以通過(guò)布置傳感器監(jiān)測(cè)關(guān)鍵部位的內(nèi)應(yīng)力,通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算施加合適的外部預(yù)應(yīng)力,從而保證連續(xù)梁施工的安全及穩(wěn)定可靠。
五、跨河大橋合攏段施工實(shí)例分析
近些年來(lái)大跨度橋梁的合攏段施工,越來(lái)越受到橋梁建設(shè)者的重視,作為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工的最為重要環(huán)節(jié)之一,合龍段的施工是確保橋梁建成后,在受力狀態(tài)和梁體線(xiàn)形兩個(gè)方面均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵。
1.施工時(shí)間大跨度橋梁施工時(shí),由于溫度和日照對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的影響非常大,所以在應(yīng)該選擇合理合攏段施工時(shí)間。具體施工時(shí)先要對(duì)主橋箱梁進(jìn)行溫度測(cè)量,在根據(jù)實(shí)際的測(cè)量結(jié)果,選擇合理的施工合攏時(shí)間及混凝土澆筑時(shí)間。
2.合攏施工方案大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工,其懸臂過(guò)長(zhǎng)受環(huán)境溫度變化影響大,在合攏施工時(shí)對(duì)合攏段的混凝土?xí)a(chǎn)生極大的應(yīng)力,還有混凝土自身收縮變化、結(jié)構(gòu)變化、施工荷載等因素的影響,造成合攏段的混凝土凝固前強(qiáng)度會(huì)變低,導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象,因此我們要選擇正確的施工方案。在橋梁合攏段施工時(shí)采用的合攏方案:施工中對(duì)邊跨、中跨合龍段設(shè)體外鋼支撐。分別在頂板頂面設(shè)2道體外鋼支撐,底板頂面設(shè)2道,并增加剪刀撐,采用工字鋼施工。
3.合攏順序合攏施工順序邊跨、中跨進(jìn)行合攏。首先是邊跨合攏,合攏后結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,由合攏前的靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成一次超靜定結(jié)構(gòu);最后是中跨合攏,合攏后把臨時(shí)的固定拆除,形成4跨一聯(lián)的3次超靜定連續(xù)梁。此合攏順序及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換穩(wěn)定,受力對(duì)稱(chēng),便于結(jié)構(gòu)內(nèi)力調(diào)整。
4.施工配重在合攏段施工時(shí),要保持混凝土梁始終保持平衡狀態(tài),在澆筑混凝土前要對(duì)各懸臂端加以等同混凝土質(zhì)量的配重,按照施工配重的技術(shù)要求,進(jìn)行邊跨配重、中跨配重。
5.混凝土澆筑實(shí)際在施工時(shí),為了保證溫度適合,進(jìn)行晚上施工。溫度低混凝土的水分蒸發(fā)少,水灰比盡量小些,澆筑時(shí)一次收漿壓平。完成澆筑后,在頂板上全跨面積要用棉氈進(jìn)行覆蓋,灑水降溫。通過(guò)有效的施工控制,大橋合攏段施工非常成功,各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求,合攏效果非常好。
六、大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工中的注意事項(xiàng)
1.施工中時(shí)刻準(zhǔn)確的監(jiān)控橋梁的撓度和施工標(biāo)高;
2.預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)在實(shí)際張拉時(shí),要保證相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確性,如出現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)與技術(shù)部門(mén)進(jìn)行溝通,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,必須保證實(shí)際與理論設(shè)計(jì)一致;
3.施工中要確保兩懸臂的對(duì)稱(chēng)平衡施工;
4.預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí),要很好的控制其伸長(zhǎng)量和應(yīng)力,控制中要以應(yīng)力為主,實(shí)際施工時(shí)采用兩端張拉,并且要使混凝土強(qiáng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度;
5.施工溫度控制,溫度對(duì)橋梁的主梁撓度影響是非常重要的,溫度的變化有兩個(gè)部分,一是日常晝夜溫差的變化,一是一年四季的季節(jié)溫度變化。所以我們?yōu)榱藴?zhǔn)確的知道箱梁截面的內(nèi)外溫差和截面上溫度的發(fā)布情況,更好的控制溫度,在梁體上均勻布置溫度測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè),好能夠準(zhǔn)確的監(jiān)控到溫度變化的規(guī)律。
6.要做好施工養(yǎng)護(hù),施工采用煤爐(煤爐上要燒水)養(yǎng)護(hù),對(duì)養(yǎng)護(hù)部位,用帆布覆蓋嚴(yán)實(shí),養(yǎng)護(hù)時(shí)要密切關(guān)注升降溫速度的變化,不可太快,養(yǎng)護(hù)期間混凝土的芯部與表面、表面與環(huán)境之間的溫差不得超過(guò)15℃,以防止混凝產(chǎn)生過(guò)大的溫差應(yīng)力形成裂縫。
七、結(jié)束語(yǔ)
大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工技術(shù)復(fù)雜,對(duì)于施工中的各項(xiàng)工序要求都比較嚴(yán)格,因此,對(duì)于施工隊(duì)伍要進(jìn)行認(rèn)真篩選,同時(shí)要提高施工隊(duì)伍的質(zhì)量控制意識(shí),加強(qiáng)質(zhì)量控制。
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