劉毓梁 王永剛
(通遼市交通工程局,內(nèi)蒙古 通遼 028000)
大跨度橋梁的懸臂施工法是橋梁建設(shè)中比較復(fù)雜的工藝,施工過程是從橋墩開始,然后將現(xiàn)澆梁段或?qū)㈩A(yù)制節(jié)段在兩側(cè)進行對稱性的拼裝。在這個過程中,由于施工復(fù)雜,內(nèi)部存在很多不確定的因素影響,是橋梁施工的重點與難點。因此,在橋梁的施工過程中,一定要注意此程序可能產(chǎn)生的偏差問題,盡早的發(fā)現(xiàn)并解決問題。
結(jié)構(gòu)參數(shù)的準(zhǔn)確與否對分析結(jié)構(gòu)直接造成影響,是橋梁施工控制中必須要考慮的因素。在施工的實際操作中,要做到橋梁的實際結(jié)構(gòu)參數(shù)與設(shè)計所用的結(jié)構(gòu)參數(shù)完全相同是很困難的,出現(xiàn)一些誤差也是經(jīng)常出現(xiàn)的。因此,在控制施工的過程中,怎樣能夠使結(jié)構(gòu)參數(shù)最大限度的接近設(shè)計參數(shù)是亟需解決的問題。
施工工藝的控制會直接影響控制施工,這是毋庸置疑的。在施工的過程中,施工工藝必須標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,符合控制要求,才能有效的對橋梁的整體施工進行施工控制。
在橋梁的建設(shè)過程中,施工的最基本的控制方式便是監(jiān)測。具體的監(jiān)測項目有:應(yīng)力的檢測、橋體的變形程度的監(jiān)測。因為此監(jiān)測過程是由人工與器械共同完成的,因此總會出現(xiàn)一些或大或小的人為誤差,因此在控制分析的時候要注意這一點。
橋梁的結(jié)構(gòu)與變形能力隨著溫度的變化而變化,通常情況下,在對橋梁的整體進行評估的時候,在不同時期對橋梁的參數(shù)進行測量,其測量的結(jié)果都是不同的。溫度是橋梁狀態(tài)的大環(huán)境,是隨著天氣和時間的變化而變化的,很難控制。對于時間,我們通常采用早晨測量的數(shù)據(jù),因為此時的溫度變化最小。但是,季節(jié)與氣候卻是很難控制的,需要加以重視。
一切物質(zhì)都是在時刻變化著的,并不是完全的靜止不變的。橋梁的混凝土材料更是容易隨溫度的改變而發(fā)生改變的,尤其是熱脹冷縮的現(xiàn)象對橋體的影響很大?;炷凉こ淘跇蛄褐械膽?yīng)用與其他建筑是不同的,因其收縮以及徐變現(xiàn)象將會影響成橋后運營階段的結(jié)構(gòu)變形必須納入考慮的因素。
橋體結(jié)構(gòu)的變形受很多因素影響,很容易使橋梁結(jié)構(gòu)偏離實際位置,給橋梁的合攏和橋體的形狀都帶來不利的影響。而且在橋梁的建設(shè)過程中,無論采用怎樣的施工方法,都避免不了這種情況的發(fā)生。因此,對橋梁的結(jié)構(gòu)必須進行控制,使其實際的狀態(tài)與理想狀態(tài)的差距逐漸縮小,并保持在允許的誤差范圍內(nèi),以保證橋梁的變形狀況符合建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。
因為橋梁的承受力與預(yù)期的符合程度是施工控制中一項很重的內(nèi)容,所以在橋梁的檢測中,經(jīng)常以測量結(jié)構(gòu)應(yīng)力的情況來了解橋梁的實際應(yīng)力的狀態(tài)。一旦出現(xiàn)實際的應(yīng)力與預(yù)期應(yīng)力差別較大的情況,就一定要對工程進行檢查,找出問題出現(xiàn)的原因,并且針對問題進行調(diào)整,使誤差保持在允許的范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)應(yīng)力的改變通常表現(xiàn)不出來,不如形變明顯,所以不容易被發(fā)現(xiàn),必須經(jīng)過專業(yè)的測定才能得出。在實際的橋體中,如果不注意很容易導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。因此,在實際的控制工作中,一定要注意應(yīng)力的控制。
橋梁結(jié)構(gòu)的安全與橋梁的穩(wěn)定性息息相關(guān),橋梁的穩(wěn)定性和橋梁的強度的重要程度相等甚至有余。世界上的許多橋梁的破壞都是在施工時候橋梁穩(wěn)定性不過關(guān)造成的,來自加拿大的魁北克橋就是最著名的例子。這座大橋在快要完成南橋錨錠橋架時,懸臂端下弦桿的腹板因為平衡性和穩(wěn)定性不足從而彎曲繼而引發(fā)崩塌墜落。懸臂體系主梁因為承重壓力過大從而失去穩(wěn)定性導(dǎo)致破壞的例子比比皆是,中國四川的州河大橋也是一個非常典型的例子。因此,在施工過程中,不但要嚴(yán)格的控制每一個施工階段結(jié)構(gòu)構(gòu)件的局部和整體穩(wěn)定以外,而且要控制局部的應(yīng)力以房子橋失穩(wěn)變形。目前,判斷和計算橋梁穩(wěn)定性科學(xué)而且準(zhǔn)確的方法有很多,例如:穩(wěn)定安全系數(shù)配合結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形情況來評判,控制其穩(wěn)定性,這就是一個最有效的方法。
安全是所有工作順利進行的前提,在橋梁的施工過程中,只有保證了施工的安全,其他工作才能順利進展,才能進行施工控制工作。橋梁雖然是一切工作的前提,但也是變形、應(yīng)力與穩(wěn)定控制的集中的體現(xiàn)形式。除了由于橋梁的施工質(zhì)量引起的問題之外,變形、應(yīng)力與穩(wěn)定的控制工作做好了,就能夠保證工程安全的控制工作。
為了使預(yù)訂的理想施工計劃順利進行,橋梁施工順序應(yīng)該是施工→監(jiān)測→識別→調(diào)整→預(yù)告→施工這樣一個周而復(fù)始的循環(huán)過程。但是實際與理論總是存在一些誤差,所以施工技術(shù)控制的最主要任務(wù)就是對這些誤差進行預(yù)測、分析、調(diào)整、縮小,達(dá)到提升理論與實際完全重合的目的。
所謂預(yù)計控制法,就是為了使施工沿著預(yù)測狀態(tài)進行,需要全面的去考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的所有因素和施工所要達(dá)到的目的。在后來的施工過程中需要時刻準(zhǔn)備解決一部分突發(fā)問題,因為實際狀態(tài)與施工狀態(tài)一定會存在些許誤差,而且這些誤差肯定會引起施工過程中一些想不到的問題,反復(fù)的使用這種方法,知道施工的完成結(jié)果和設(shè)計的結(jié)果達(dá)到一致結(jié)構(gòu)狀態(tài)。雖然有一部分不能夠調(diào)整的橋梁必須使用這種方法進行施工,但是這種方法卻是對所有橋梁建造都是有效的?,F(xiàn)代控制理論是預(yù)計控制的理論基礎(chǔ),像卡爾曼濾波法、灰色系統(tǒng)理論控制法等都是典型的預(yù)計控制法。
由于橋梁建設(shè)完成部分不可以控制,以及在施工過程中對誤差糾正有限,控制誤差在建設(shè)中極為重要。所以控制法對誤差控制也是十分有效。
把橋梁建設(shè)回歸數(shù)學(xué)模型是便于計算的捷徑,線形回歸分析法就是把懸臂箱梁撓度和懸臂長度、懸臂重量的一元線形處理到二元線形。這種方法只能分析懸臂箱梁撓度變化,但是無法對溫度和施工引起的誤差進行修正,這種方法需要許多有規(guī)律的數(shù)據(jù),所以橋梁段數(shù)少時運用這種方法的測量結(jié)果不盡精確。
在橋梁的建設(shè)中,我們?nèi)绻胍岣呤┕さ墓に嚳刂?,就必須從影響因素到控制方式和需要注意的問題等多方面進行思考,以保證工藝控制的質(zhì)量。
[1]顧安邦,常英,樂云樣.大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制的理論與方法[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報,1999,18(04):47-53.
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