謝 占 龍

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

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連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制分析

謝 占 龍

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

針對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋施工難度較大、技術(shù)要求高等特點(diǎn)，介紹了施工控制的要點(diǎn)及內(nèi)容，提出了疊加法與綜合分析法兩種常用控制方法，并闡述了施工監(jiān)測(cè)與信息反饋方式，最后通過實(shí)踐進(jìn)一步證明了施工控制的必要性與重要性，有利于避免連續(xù)剛構(gòu)橋質(zhì)量通病的發(fā)生。

連續(xù)剛構(gòu)橋，施工控制，標(biāo)高，預(yù)拱度

連續(xù)剛構(gòu)橋施工具有工藝復(fù)雜、難度較大、技術(shù)要求高等特點(diǎn)，并且施工荷載與材料彈性模量等難以和設(shè)計(jì)過程中的取值保持一致，尤其是預(yù)拱度設(shè)置，由于缺乏系統(tǒng)控制，導(dǎo)致預(yù)拱度設(shè)置不合理，將造成一系列質(zhì)量問題。因此，必須全面開展施工控制工作，通過有效的控制，來達(dá)到提升橋梁施工水平的目的。本文著重分析連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制特點(diǎn)、內(nèi)容及方法。

1 施工控制特點(diǎn)與內(nèi)容

橋梁施工控制主要目的在于確保施工安全與橋梁結(jié)構(gòu)承載力滿足設(shè)計(jì)要求，而橋梁自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了施工控制特點(diǎn)。對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋而言，其施工方案大多運(yùn)用懸臂分段法。設(shè)計(jì)方案給出的成橋狀態(tài)也是施工必須達(dá)到的最終目標(biāo)，想要達(dá)到這一目標(biāo)，往往要經(jīng)歷一個(gè)十分復(fù)雜和漫長的過程，包含各個(gè)施工階段，如主墩、主梁、合龍段等。連續(xù)剛構(gòu)橋的各個(gè)施工階段組成了一個(gè)具有連續(xù)性和系統(tǒng)性的復(fù)雜體系，其前期準(zhǔn)備工作效果會(huì)對(duì)后續(xù)各個(gè)階段造成直接影響，并且由于橋梁還存在一些特殊要求，尤其是施工標(biāo)高一旦低于標(biāo)準(zhǔn)要求，將很難在后期進(jìn)行彌補(bǔ)[1]。由此可見，施工控制不僅要進(jìn)行全過程監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中潛在的問題，還要準(zhǔn)確預(yù)報(bào)后續(xù)施工階段的狀態(tài)和參數(shù)。

2 施工控制方法

前期預(yù)防控制結(jié)合后期調(diào)整與預(yù)測(cè)式監(jiān)控是橋梁工程施工控制常用方法，而由于連續(xù)剛構(gòu)橋自身結(jié)構(gòu)較為特殊，所以其施工控制需將預(yù)測(cè)式控制作為核心，并輔以相應(yīng)的后期調(diào)整。研究和實(shí)踐表明，連續(xù)剛構(gòu)橋的施工控制實(shí)際上就是前期預(yù)報(bào)到施工監(jiān)測(cè)到識(shí)別判斷再到后期調(diào)整的系統(tǒng)過程。其控制重點(diǎn)是主梁的標(biāo)高，屬線形控制范疇，可采取應(yīng)力檢測(cè)手段保證控制效果和結(jié)構(gòu)的安全性。在對(duì)標(biāo)高控制進(jìn)行分解以后，會(huì)涉及到標(biāo)高確定，即為預(yù)拱度設(shè)置。具體的設(shè)置方法主要有兩類，分別為借助專家經(jīng)驗(yàn)和定量計(jì)算。其中，定量計(jì)算強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)際的結(jié)合，采用計(jì)算模型，如圖1所示，具備概念清晰與推理嚴(yán)謹(jǐn)?shù)忍攸c(diǎn)；而專家經(jīng)驗(yàn)是指在實(shí)踐中不斷積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，相比之下數(shù)據(jù)資料更加可靠，在項(xiàng)目的實(shí)施過程中有重要指導(dǎo)價(jià)值。

對(duì)于定量計(jì)算法而言，它還可進(jìn)一步分成疊加法與綜合分析法。

1)疊加法。疊加法主要作用于非線性影響極小或以線性系統(tǒng)為主的結(jié)構(gòu)體系。而連續(xù)剛構(gòu)橋由于在計(jì)算撓度時(shí)可對(duì)非線性影響進(jìn)行忽略，所以它是滿足疊加法基礎(chǔ)要求的?；诖?，預(yù)拱度設(shè)置即可分別探究影響結(jié)構(gòu)體系的每個(gè)因素，假設(shè)各因素之間不存在相互作用，最后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行求和。以疊加法和控制方法的預(yù)拱度不但直觀清晰，而且錯(cuò)誤率較低，便于計(jì)算。但也存在實(shí)際工作量相對(duì)較大等弊端。

2)綜合分析法。綜合分析法即一次性構(gòu)建橋梁結(jié)構(gòu)的模型，向模型中輸入所有結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù)，借助相應(yīng)的計(jì)算程序推算結(jié)構(gòu)在不同因素影響下的最終形態(tài)，進(jìn)而對(duì)預(yù)拱度進(jìn)行確定。從機(jī)理上看，該方法更具全面性，尤其是在處理非線性影響問題方面，其優(yōu)勢(shì)十分顯著。然而，在進(jìn)行軟件分析時(shí)，需先對(duì)結(jié)果是否正確進(jìn)行驗(yàn)證。由于有很多軟件針對(duì)結(jié)構(gòu)的后期收縮徐變計(jì)算和實(shí)際未能實(shí)現(xiàn)吻合，所以綜合分析結(jié)果是不能直接使用的[2]。

3 施工監(jiān)測(cè)與信息反饋

3.1 材料參數(shù)測(cè)試

材料參數(shù)真實(shí)值和主梁內(nèi)力、主梁撓度有直接聯(lián)系。對(duì)此，在結(jié)構(gòu)施工中需對(duì)主要材料實(shí)施參數(shù)檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果應(yīng)用在施工控制中。需進(jìn)行測(cè)試的材料參數(shù)應(yīng)包括：混凝土的容重、彈性模量與收縮徐變以及鋼絞線的延伸率、彈性模量與摩阻系數(shù)。

3.2 應(yīng)力監(jiān)測(cè)

連續(xù)剛構(gòu)橋的施工控制還涉及對(duì)結(jié)構(gòu)分析明確的關(guān)鍵截面實(shí)際受力實(shí)施應(yīng)力監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果判斷是否需要發(fā)出預(yù)警，并采取有效手段確保結(jié)構(gòu)的安全性。應(yīng)力監(jiān)測(cè)主要通過對(duì)應(yīng)變的檢測(cè)來體現(xiàn)，而應(yīng)變檢測(cè)依托于各類應(yīng)力計(jì)，如鋼弦應(yīng)力計(jì)與鋼筋應(yīng)力計(jì)等，其中鋼線應(yīng)力計(jì)具有更高的性能穩(wěn)定性與操作簡便性，所以在實(shí)際檢測(cè)中較為常用。但在使用鋼弦應(yīng)力計(jì)時(shí)要注意，其初始值設(shè)定至關(guān)重要，如果初始值設(shè)定不合理，將導(dǎo)致應(yīng)力反應(yīng)失真。

3.3 變形監(jiān)測(cè)

作為施工控制極其重要的內(nèi)容，變形監(jiān)測(cè)包含主梁的撓度監(jiān)測(cè)與主墩的壓縮變形監(jiān)測(cè)。為保障監(jiān)測(cè)效果，構(gòu)建測(cè)量系統(tǒng)至關(guān)重要，涉及控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)測(cè)量與設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)等內(nèi)容。

全國后備力量調(diào)整改革以來，民兵網(wǎng)軍的編成與力量結(jié)構(gòu)基本建立，初步形成了集網(wǎng)絡(luò)攻防、信息保障、電磁頻譜管理、輿情管控為一體的網(wǎng)軍隊(duì)伍。近年來，這些力量先后參加了G20安保、互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)、部隊(duì)?wèi)?zhàn)役演習(xí)、搶險(xiǎn)救災(zāi)等大項(xiàng)活動(dòng)的信息通信保障和網(wǎng)絡(luò)安防任務(wù)，展現(xiàn)了精湛的業(yè)務(wù)能力和過硬的戰(zhàn)斗作風(fēng)。但是民兵網(wǎng)軍這支新質(zhì)力量不同于應(yīng)急維穩(wěn)、搶險(xiǎn)救災(zāi)等傳統(tǒng)類型的民兵隊(duì)伍，其人員編組、組訓(xùn)模式、戰(zhàn)法運(yùn)用等諸多方面都有其特殊性，反觀當(dāng)前省軍區(qū)系統(tǒng)民兵網(wǎng)軍隊(duì)伍的建設(shè)與運(yùn)用現(xiàn)狀，距實(shí)戰(zhàn)化的要求和走在前列的標(biāo)準(zhǔn)還有很大差距，概括起來主要反映在以下6個(gè)方面。

首先，按照相關(guān)規(guī)范的要求，根據(jù)剛構(gòu)橋施工定測(cè)橋位樁，構(gòu)建導(dǎo)線控制點(diǎn)，其平差精度不得超出標(biāo)準(zhǔn)限度；其次，在主梁頂端設(shè)置測(cè)量點(diǎn)，同時(shí)予以有效保護(hù)。橋墩對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)需要和導(dǎo)線控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)測(cè)，以此對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度進(jìn)行校驗(yàn)[3]。另外，還需在承臺(tái)頂端加設(shè)局部測(cè)量點(diǎn)，以此對(duì)施工過程中的基礎(chǔ)沉降進(jìn)行觀測(cè)；最后，結(jié)合具體的施工過程，在各個(gè)主梁上分別設(shè)置標(biāo)高測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在箱梁腹板面板上。測(cè)量點(diǎn)可使用鋼筋進(jìn)行埋置，另外為保證測(cè)量準(zhǔn)確度，還要根據(jù)梁高在預(yù)制場(chǎng)對(duì)應(yīng)下料，在主梁立模過程中將預(yù)制測(cè)量鋼筋延伸到主梁的底模板上，并予以綁扎和焊接。

4 施工控制具體實(shí)施

4.1 主梁施工

連續(xù)剛構(gòu)橋主梁常用施工方法主要有兩種：

1)搭架現(xiàn)澆；2)依托橋梁支立牛腿搭架現(xiàn)澆。通常情況下，根據(jù)桿系結(jié)構(gòu)計(jì)算形式給出的主梁應(yīng)力可滿足相關(guān)規(guī)范要求，但它的本質(zhì)為空間結(jié)構(gòu)，施工過程中需注意處理空洞轉(zhuǎn)角；此外，主梁施工還要格外關(guān)注標(biāo)高的控制。一方面，在對(duì)橋墩進(jìn)行施工時(shí)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)算出橋墩的彈性模量，同時(shí)考慮必要的鑿毛處理，所以橋墩的墩頂標(biāo)高需存在預(yù)抬值；另一方面，主梁采用同步現(xiàn)澆，在澆筑施工前需對(duì)支架施以分級(jí)預(yù)壓，以此消除其非彈性變形，并且掌握變形規(guī)律，最終才能確定出主梁的立模標(biāo)高。

4.2 掛籃加載試驗(yàn)

掛籃的分級(jí)加載試驗(yàn)具有以下作用：

2)消除非彈性變形，并掌握其變形規(guī)律。

具體的試驗(yàn)方法需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選定，加載一般有實(shí)物加載和千斤頂加載兩種方式。參考掛籃的加載試驗(yàn)結(jié)果及設(shè)計(jì)圖紙，可明確掛籃與主梁之間保持的幾何關(guān)系，為求解主梁的變形數(shù)值提供指導(dǎo)。

4.3 合龍段施工

合龍段施工需重點(diǎn)考慮以下兩方面問題：

1)合龍施工過程中，實(shí)際溫度與設(shè)計(jì)要求不符。對(duì)此應(yīng)及時(shí)調(diào)整溫度誤差影響，可采取的措施有：頂拉主梁側(cè)懸臂端，或使用骨架進(jìn)行定位以后再進(jìn)行合龍澆筑[4]。

2)單邊合龍過程中，主梁上另外一個(gè)懸臂端存在平衡配重方面的問題，對(duì)此可采取水箱配重等方式進(jìn)行處理，處理后能靈活增減平衡配重。

5 結(jié)語

在橋梁施工建設(shè)中，對(duì)施工進(jìn)行嚴(yán)格控制與管理，不僅能提高施工水平和質(zhì)量，還能預(yù)測(cè)部分橋梁未來運(yùn)行病害。為確保施工控制效果及準(zhǔn)確度，設(shè)計(jì)人員需要和各階段施工作業(yè)人員保持良好溝通，盡量消除所有安全隱患，進(jìn)而達(dá)到全面提升施工水平的目標(biāo)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

[1] 武芳文,薛成鳳,趙 雷.連續(xù)剛構(gòu)橋梁懸臂施工線形控制分析[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2014,10(4):29-33.

[2] 林富權(quán).大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制關(guān)鍵問題分析與研究[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu),2013,11(16):112-113.

[3] 向木生.連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制分析[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2015,11(6):44-47.

[4] 王向陽,李衛(wèi)華,汪娟娟,等.連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制仿真分析研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版),2015,11(4):709-711.

Analysis on construction control of continuous rigid frame bridge

Xie Zhanlong

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupLimitedCompany,Jinzhong030600,China)

According to the construction difficult, high technical requirements and other advantages of continuous rigid frame bridge, this paper introduced the key points and contents of construction control, proposed the superposition method and comprehensive analysis method two kinds of control methods, and elaborated the construction monitoring and information feedback ways, finally through the practice further proved the necessity and importance of construction control, helpful to avoid quality problems of continuous rigid frame bridge.

continuous rigid frame bridge, construction control, elevation, pre-camber

1009-6825(2017)14-0181-02

2017-03-01

謝占龍(1983- )，男，助理工程師

U445

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