楊 賢 舒

(中交三公局第三工程有限公司，湖北 武漢 430034)

分階段施工橋梁的無應(yīng)力狀態(tài)控制法探討

楊 賢 舒

(中交三公局第三工程有限公司，湖北 武漢 430034)

分析了無應(yīng)力狀態(tài)控制法的原理，并將其應(yīng)用到分階段施工橋梁建筑中，研究了利用無應(yīng)力狀態(tài)對于橋梁建設(shè)的重要影響，并從橋梁建筑安裝計算、溫度、荷載、同步作業(yè)等方面作了闡述，為橋梁施工建設(shè)提供了技術(shù)支撐。

分階段，施工橋梁，無應(yīng)力狀態(tài)控制法

在當前的橋梁建筑中，橋梁階段施工技術(shù)和拱橋施工技術(shù)已經(jīng)得到推廣，并且對于橋梁技術(shù)的發(fā)展也有著促進作用。然而也出現(xiàn)了諸如施工過程和成橋狀態(tài)結(jié)構(gòu)分析的問題，傳統(tǒng)的解決方式首先是對分階段施工橋梁的結(jié)構(gòu)進行分析，然后對其施工過程中產(chǎn)生的位移和內(nèi)力進行演算，通過這樣的方式得出最終橋梁施工中和成橋狀態(tài)結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力和變形，但是由于結(jié)果和實際的值存在一定的差距，也就使其不能滿足施工的需要。而無應(yīng)力狀態(tài)控制法的產(chǎn)生不僅使這類問題得到有效的解決，同時也讓其余的工序得到有效的實施，從而提高了橋梁建設(shè)的質(zhì)量[1]。

1 無應(yīng)力狀態(tài)控制法的應(yīng)用原理

在分階段施工橋梁結(jié)構(gòu)中，主要有4個條件會對其最終狀態(tài)中的內(nèi)力和位移起到?jīng)Q定作用，分別是外界的條件、外荷載作用的大小以及位置和構(gòu)建單元在無應(yīng)力狀態(tài)下呈現(xiàn)出的曲率和幾何的長度、整體的結(jié)構(gòu)體系等。當這4個條件得到確定時，整個橋梁的內(nèi)力以及變形得以確定。針對橋梁結(jié)構(gòu)在進行安裝的過程，即使是利用幾何非線性結(jié)構(gòu)橋梁的方式，也能使其內(nèi)力和變形不受到影響。換句話說就是分階段施工橋梁的最終內(nèi)力和位移會受到幾何長度與曲率變化的影響。因此，可以確定無應(yīng)力狀態(tài)控制的基礎(chǔ)是將外荷載和結(jié)構(gòu)體系以及支撐邊界和無應(yīng)力的長度以及曲率等相關(guān)因素構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。比如某大橋建設(shè)中的兩個施工段，這兩個施工階段可以分別使用兩個公式進行表達，分別是：

[K]{δ1}={P1}+{L01}

(1)

[K]{δ2}={P2}+{L02}

(2)

利用這兩個公式進行應(yīng)力變化的計算，即使用式(1)減去式(2)，得出[K]{δ1-δ2}={P1-P2}+{L01}-{L02}，并且在利用無應(yīng)力狀態(tài)進行控制的過程中，橋梁結(jié)構(gòu)單元的內(nèi)力值會隨著其結(jié)構(gòu)的加載發(fā)生相應(yīng)的變化，與此同時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)化以及斜拉索張拉變化也會對其造成一定的影響。當該橋梁的荷載與結(jié)構(gòu)體系處于相對固定的狀態(tài)時，其無應(yīng)力長度的變化和單位軸力的變化應(yīng)該處于一致狀態(tài)[2]。

2 無應(yīng)力狀態(tài)控制法在分階段橋梁施工中的應(yīng)用

2.1 分階段橋梁建筑安裝過程中的計算問題

針對分階段橋梁施工中的無應(yīng)力狀態(tài)控制方法而言，為使其能在橋梁工程建設(shè)中被充分的運用，需要將橋梁建設(shè)安裝計算問題作為其中首要解決的問題。以江西省的上饒信江大橋為例，該橋梁的安裝計算問題符合建筑的標準，同時為往來的車輛和人群的安全提供了保障。

1)外荷載的問題。在進行橋梁的施工過程中，其結(jié)構(gòu)恒載的施工一般會通過分次施加的方式進行，并且最后構(gòu)建單元恒載施加完成后，會將其臨時荷載進行去除，進而其荷載和位置等都會產(chǎn)生相應(yīng)的變化。但是針對外荷載來說，在整個橋梁建設(shè)安全計算過程中，由于該項有著重要的影響，需要完全避免被疏忽的情況發(fā)生。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，由于外荷載的處理不到位造成的安全隱患問題占據(jù)著一定的比例，給過往的行人和車輛造成較大的威脅。

2)支撐邊界條件的問題。和橋梁建筑中的外荷載與結(jié)構(gòu)體系一致，在分階段施工橋梁的建設(shè)施工竣工后，該支撐邊界需要和設(shè)計中的目標狀態(tài)保持一致。就當前的情況而言，在我國橋梁建設(shè)中相關(guān)的成功案例并不少，但是能夠?qū)蛄航ㄔO(shè)中的每一個細節(jié)做到突出的橋梁并不多，而上饒信江大橋就是其中的典型，該橋梁能夠取得較大的成功主要是由于相關(guān)設(shè)計人員和施工人員能對其支撐邊界的條件實施全面且系統(tǒng)的研究，并結(jié)合橋梁建設(shè)當?shù)氐膶嶋H情況進行施工，并沒有通過一味按照其余優(yōu)秀橋梁進行照搬照抄，只是從借鑒適合本橋梁建設(shè)的關(guān)鍵部分進行施工，并積極處理建設(shè)過程中存在的問題，最終取得成效。

2.2 分階段橋梁建設(shè)過程中受溫度及臨時荷載影響

在分階段橋梁施工過程中，利用無應(yīng)力狀態(tài)控制法進行處理，雖然能使其橋梁的質(zhì)量和進度等方面得到有效提升，但在實際應(yīng)用過程中，因為無應(yīng)力階段狀態(tài)控制法本身會和相關(guān)環(huán)節(jié)有著密切的聯(lián)系，并且涉及的范圍較廣，因此需要對分階段施工橋梁中的無應(yīng)力狀態(tài)控制法進行合理的控制，并將其運用到橋梁建設(shè)中，從而保證其質(zhì)量，此外對橋梁進行施工的過程中還需要對其進行溫度和索力監(jiān)測點的設(shè)置[3]。而針對其特殊時段中的監(jiān)控，要求能在氣溫穩(wěn)定的狀態(tài)下對橋梁的溫度以及索力等條件進行測試，當橋梁中出現(xiàn)臨時荷載的狀態(tài)時同樣需要對其位置以及大小等因素進行記錄。因為在對其進行測試和記錄的過程中，都能找出其橋梁的索力以及應(yīng)力的相對值，進而實現(xiàn)將計算過程中實際的測值轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰邆錁藴屎奢d條件和溫度下的值，在將其進行處理后，和橋梁在施工過程中出現(xiàn)的狀態(tài)值進行對比，從而實現(xiàn)對橋梁當前的狀態(tài)進行判斷，并將其作為下一道工序開展的依據(jù)。同時還需要將無應(yīng)力施工法和過程沒有關(guān)聯(lián)的原則作為其施工人員進行調(diào)整的主要參考依據(jù)，即利用斜拉索的長度值作為調(diào)整依據(jù)，讓進行橋梁施工過程中出現(xiàn)的臨時荷載以及溫度間產(chǎn)生的影響被有效的避免。

2.3 分段橋梁在施工過程中出現(xiàn)的同步作業(yè)問題

在當前我國的大部分橋梁建設(shè)過程中，一般只會對其中的固定部分進行強調(diào)。通過這種方式雖然能使其橋梁建設(shè)在該方面獲得一定的成就，但是也就是由于過分關(guān)注這一點的研究，使橋梁建設(shè)的整體質(zhì)量不能得到有效的保證。其中最為顯著的是同步作業(yè)的問題。在橋梁施工建設(shè)中同步作業(yè)對其有著重要的影響，一旦該項工作沒有得到妥善的處理，則會給橋梁的整體發(fā)展帶來不利的影響，為此在施工過程中應(yīng)該注重其同步作業(yè)產(chǎn)生的效果。例如在利用混凝土對其橋梁的主階段進行懸澆操作的過程中，為實現(xiàn)對澆筑完成后上梁的拉力進行合理的控制，在進行澆筑前需要進行斜拉索的張拉操作，進而確保橋梁主梁的上緣能夠具備一定的應(yīng)力，當在此過程中出現(xiàn)混凝土數(shù)量較大的情況時，需要利用在澆筑過程中添加調(diào)索的方式使其應(yīng)力得到比較合理的控制。

3 無應(yīng)力狀態(tài)控制法在分階段橋梁施工中的影響

就分階段施工橋梁中的無應(yīng)力狀態(tài)控制法而言，該方法在當前橋梁建設(shè)中被廣泛的應(yīng)用，并且獲得較大的成就，但并不是所有的橋梁都能利用該方式進行處理，甚至出現(xiàn)使用該方式讓橋梁在建設(shè)過程中出現(xiàn)各種問題，究其根本在于沒有結(jié)合橋梁建設(shè)地的實際情況，即在利用無應(yīng)力狀態(tài)控制法進行分階段橋梁的建設(shè)過程中需要根據(jù)實際的地理情況，針對性的處理，因此得出最佳的施工解決方案，從而避免出現(xiàn)相關(guān)的問題；其次在利用該方法時，還需要注重其產(chǎn)生的良性循環(huán)[4]。在實際的施工過程中由于相關(guān)環(huán)節(jié)會產(chǎn)生沖突，而在這個時候需要避免先后順序顛倒的現(xiàn)象發(fā)生。此外還存在部分地區(qū)在進行橋梁建設(shè)過程中，為實現(xiàn)節(jié)省材料和時間的目的，對其無應(yīng)力狀態(tài)控制法進行修整和調(diào)節(jié)，最終造成橋梁本身的質(zhì)量受到極大的影響，這對于橋梁工程建設(shè)來說是極為不利的。因此在利用無應(yīng)力狀態(tài)控制法進行分階段的橋梁施工中，需要注重對其良性循環(huán)的管理，進而為橋梁工程的建設(shè)提供有力的幫助。

4 結(jié)語

本文通過對分階段施工橋梁的無應(yīng)力狀態(tài)控制法進行探討，從其結(jié)果上來看，為實現(xiàn)創(chuàng)建質(zhì)量達標的橋梁建筑，需要相關(guān)的研究人員能對其無應(yīng)力狀態(tài)控制法進行進一步的研究，使其能夠更加完善，從而為分階段施工橋梁的建設(shè)提供有力的支撐。隨著時代的發(fā)展，我國在橋梁建設(shè)方面的相關(guān)技術(shù)和制度都得到不斷的提升，并且使其中的安全事故得到有效的降低，但是仍需要對其不斷的進行創(chuàng)新和研究，通過這樣的方式使橋梁的施工進度和施工質(zhì)量得到有效的保證，從而保證出行人員和車輛的安全。

[1] 彭曉林,徐小霞.分階段施工橋梁的無應(yīng)力狀態(tài)控制法[J].交通世界(建養(yǎng)·機械),2013(21):210-211.

[2] 易建偉.淺談分階段施工橋梁的無應(yīng)力狀態(tài)控制法[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),2014(8):97-98.

[3] 王愛東.分階段施工橋梁的無應(yīng)力狀態(tài)控制法分析[J].城市建筑,2014(2):271-272.

[4] 楊 軍.分階段施工橋梁的無應(yīng)力狀態(tài)控制方法[J].交通標準化,2014(12):112-113.

Discussion on the stress free state control method for the construction of the bridge

Yang Xianshu

(ThirdEngineeringLimitedCompany,CCCCThirdBureau,Wuhan430034,China)

This paper analyzed the principle of non-stress state control method, and applied to staging construction bridge building, indicated the important influence of non-stress state to bridge construction, and made elaboration from bridge building installation calculation, stability, load, sync operation and other aspects, provided technical support for bridge construction.

staging, construction bridge, non-stress state control method

2015-06-01

楊賢舒(1980- )，男，工程師

1009-6825(2015)23-0155-02

U441.5

A