熊業(yè)會(huì)

(畢節(jié)公路管理局，貴州 畢節(jié)　551700)

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大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制關(guān)鍵問(wèn)題分析與研究

熊業(yè)會(huì)

(畢節(jié)公路管理局，貴州 畢節(jié)551700)

摘要：大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工可以說(shuō)是在橋梁施工過(guò)程中應(yīng)用非常廣泛的一種模式，不過(guò)在應(yīng)用這種模式進(jìn)行施工的時(shí)候仍然會(huì)存在一些的問(wèn)題，影響橋梁的施工質(zhì)量。為了對(duì)這種模式的橋梁施工結(jié)構(gòu)有一個(gè)深入的了解，對(duì)大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了相應(yīng)的分析和研究。

關(guān)鍵詞：大跨度連續(xù)剛構(gòu)；橋梁施工；控制；關(guān)鍵問(wèn)題

1大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制

1.1影響因素

(1)人為因素。這里所指的人為因素主要包括施工人員管理意識(shí)不到位以及操作行為不規(guī)范。首先施工人員在施工過(guò)程中安全意識(shí)缺乏，不佩戴安全防護(hù)設(shè)施；其次施工人員的施工技術(shù)不能滿(mǎn)足橋梁施工要求，技術(shù)不規(guī)范；另外，很存在一些違法違章行為，比如施工過(guò)程一些特殊工種沒(méi)有持證上崗，起重機(jī)違章操作等。

(2)物質(zhì)因素。施工單位為了追求更多的經(jīng)濟(jì)效益，所采用的施工原材料經(jīng)常是一些不達(dá)標(biāo)的材料，材料質(zhì)量得不到保證；另外施工現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備、施工工具以及配件等沒(méi)有達(dá)標(biāo)，同時(shí)沒(méi)有做好及時(shí)的維修和養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和安全。

(3)環(huán)境因素。環(huán)境因素包括自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境。比如自然環(huán)境本身就是千變?nèi)f化，暴雨、泥石流、沙塵暴等惡劣天氣都會(huì)影響工程質(zhì)量，如果不能夠及時(shí)根據(jù)當(dāng)?shù)厮?、氣象資料采取措施還會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失甚至是人員傷亡。此外施工周邊的如果居民偷盜施工材料和器具，也會(huì)相應(yīng)工程正常進(jìn)行。

1.2施工控制關(guān)鍵問(wèn)題分析

(1)腹板開(kāi)裂成因及預(yù)防。嚴(yán)格意義上來(lái)講，混凝土產(chǎn)生裂縫本身就是一件不可避免的事情，它的產(chǎn)生原因是本身物理和力學(xué)性質(zhì)所決定的?？偟膩?lái)講，橋梁在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到外力的影響，這些外力包括車(chē)輛、人群等的重力，它們會(huì)直接作用在橋梁結(jié)構(gòu)上，產(chǎn)生荷載。另外混凝土本身的收縮徐變、溫度變化、基礎(chǔ)變位等條件都會(huì)使得結(jié)構(gòu)局部產(chǎn)生約束力從而產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超過(guò)混凝土承受強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂。想要對(duì)混凝土裂縫做到一個(gè)很好的預(yù)防，首先需要做的就是要控制好水泥水化熱的影響，所以在施工的時(shí)候要盡量減少水泥的用量，可以要求施工單位具有低水化熱的硅酸鹽水泥代替普通水泥；其次要做好合理的養(yǎng)護(hù)工作，控制好拆模的時(shí)間，在拆模的時(shí)候一定要綜合考慮施工地區(qū)的氣候條件，防止出現(xiàn)開(kāi)裂；最后選用具有高強(qiáng)度低松弛特性的鋼絞線(xiàn)，并且充分利用格構(gòu)錨固和張拉的方法較少預(yù)應(yīng)力的損失。

(2)跨中下?lián)铣梢蚣邦A(yù)防。當(dāng)前跨中下?lián)弦呀?jīng)成為了目前國(guó)內(nèi)大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁中的主要病害之一，產(chǎn)生原因有很多，主要是由以下方面的因素引起的：混凝土發(fā)生收縮徐變，這一直被認(rèn)為是最主要的原因；橋梁的主梁剛度發(fā)生變化，導(dǎo)致橋梁承受能力降低；縱向預(yù)應(yīng)力的有效性也是導(dǎo)致跨中下?lián)系脑蛑?；剛?gòu)節(jié)段和節(jié)段之間的豎向接縫質(zhì)量也會(huì)影響跨中下?lián)?；預(yù)拱度設(shè)置存在偏差，這樣會(huì)使得主跨跨中的荷載明顯加大，向下的彈性形變也隨之增大，久而久之徐變就會(huì)增加撓度；施工質(zhì)量；橋梁荷載也會(huì)對(duì)大跨度剛構(gòu)下?lián)嫌幸欢ǖ挠绊?。要想?duì)大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的主梁跨中下?lián)嫌幸粋€(gè)很好的控制預(yù)防，應(yīng)該從設(shè)計(jì)上、施工方面、施工監(jiān)控以及后期的養(yǎng)護(hù)管理等幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。首先在設(shè)計(jì)上要充分考慮橋梁所能夠承受的強(qiáng)度，優(yōu)化主梁梁底的線(xiàn)性，盡量減少拋物線(xiàn)型應(yīng)用的次數(shù)；其次要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保按照施工圖紙進(jìn)行；然后施工監(jiān)管部門(mén)一定要對(duì)施工過(guò)程嚴(yán)格監(jiān)管，保證施工單位不存在偷工減料的情況；最后，在運(yùn)營(yíng)管理上，要對(duì)橋梁上面形式的車(chē)輛、行人等做好控制，嚴(yán)禁超速、超載行駛，并且對(duì)大橋做好定期的檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理。

2大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工線(xiàn)性控制

2.1工程概況

此次所列舉的工程是貴州白水河大橋，它的跨徑組合為66+120+2×138+120+66 m=648 m。整體體系為預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)-連續(xù)箱梁組合，采用單箱單室預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)模式，120 m跨梁高從邊跨端部的3.1 m一直變化到主墩根部的7.0 m，跨梁高從8 m變化到138 m，兩側(cè)懸臂板根厚度為80 cm，懸臂為2×3 m，懸臂板根厚、寬分別為80 cm、6 m底板厚度從30 cm一直變化到90 cm，138 m的跨箱梁底板厚度相應(yīng)的也從80 cm變化到30 cm。橋梁的墩柱，墩身的厚度都為3.5 m，固定的墩身縱橫、寬為4 m和6 m，其他連續(xù)敦的墩身縱、橫寬分別為3.5 m、6 m。

2.2施工監(jiān)控系統(tǒng)

(1)誤差分析系統(tǒng)I。這個(gè)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)的工作是對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的加工。

(2)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)。根據(jù)控制要求，對(duì)橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)比如控制截面、墩頂偏位、主梁偏高等能夠反映橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)情況的物理量進(jìn)行測(cè)量記錄。

(3)誤差分析系統(tǒng)II。對(duì)初步加工的信息進(jìn)行深加工，并且根據(jù)當(dāng)前控制工作所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)利用一定的數(shù)學(xué)算法，來(lái)識(shí)別當(dāng)前結(jié)構(gòu)所處在真實(shí)狀態(tài)。

(4)數(shù)據(jù)處理判斷系統(tǒng)。對(duì)第一次誤差處理系統(tǒng)所處理的信息，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和判斷，來(lái)判斷當(dāng)前控制狀態(tài)下的數(shù)據(jù)是否能夠滿(mǎn)足施工控制要求。

(5)正裝計(jì)算系統(tǒng)。它是整個(gè)系統(tǒng)體系的核心，它所采用的原理是空間桿系有限元計(jì)算原理。

2.3模型建立

采用MIDAS 6.7.1橋梁結(jié)構(gòu)的專(zhuān)用分析軟件對(duì)橋梁施工過(guò)程進(jìn)行相應(yīng)的控制計(jì)算和分析。在建模時(shí)。把全橋總共分為212個(gè)小單元和218個(gè)節(jié)點(diǎn)。從單元1一直到單元180都是橋梁的主梁?jiǎn)卧?，其余剩下的單元為橋墩單元。橋墩和主梁之間采用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬，部分采用剛臂連接，并且還要保證連續(xù)梁的部分主梁以及和橋梁之間應(yīng)用的形式為橫向自由度、順橋向扭轉(zhuǎn)自由度以及豎向自由度。按照施工參數(shù)和施工工序，首先需要確定的便是成橋的狀態(tài)，然后利用正確的計(jì)算方法計(jì)算和確定出在不同施工狀態(tài)下結(jié)構(gòu)受力和變形情況。

在確定好模型之后還需要計(jì)算出相應(yīng)的參數(shù)，首先需要確定的便是預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)材的料 特性，此次模型所采用的鋼絞線(xiàn)為國(guó)標(biāo)GB/T5224-2003松弛度比較低的高強(qiáng)度鋼絞線(xiàn)，抗拉的強(qiáng)度高達(dá)1 864 MPa，彈性模量Ep=195 000 MPa，預(yù)應(yīng)力受損的相關(guān)參數(shù)分別如表1所示。

主梁和橋墩材料以及截面特性，經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的計(jì)算和記錄，得出的結(jié)果如表2所示。

表1　預(yù)應(yīng)力損失相關(guān)的參數(shù)

表2　主梁和橋墩材料及截面特性

通過(guò)表1可知這四項(xiàng)預(yù)應(yīng)力受損參數(shù)都比較低，說(shuō)明受損可以忽略不計(jì)，對(duì)表二分析可知主梁和橋墩材料以及截面特性經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的計(jì)算所得出的梁長(zhǎng)、容量、梁段重量、彈性重量、面積、扭矩以及慣性矩等各方面的數(shù)值都符合線(xiàn)性控制的相關(guān)要求。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，如今大跨度連續(xù)剛構(gòu)類(lèi)型的橋梁模式已經(jīng)成為了橋梁施工建設(shè)的常見(jiàn)選擇，是在施工過(guò)程中應(yīng)用非常廣泛的一種橋梁模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋士新. 大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制關(guān)鍵問(wèn)題分析與研究[D].華南理工大學(xué),2012.

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[3]劉景勇. 大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁工程施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[D].長(zhǎng)沙理工大學(xué),2013.

收稿日期：2015-06-10

作者簡(jiǎn)介：熊業(yè)會(huì)(1964-)，女，貴州黔西人，工程師，研究方向：公路工程 。

中圖分類(lèi)號(hào)：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)06-0117-01