袁書強
摘 要:隨著市場經濟的發(fā)展,我國在交通運輸方面取得了很大的成就,尤其是高速鐵路的建設與發(fā)展,能有效提高交通運輸質量和效率。但高速鐵路的施工要求比較高,給高速鐵路的建設工作帶來了很大的難度。對此,筆者對高速鐵路預應力混凝土連續(xù)梁橋施工控制進行了分析,提出了有效的施工控制方法,以保障高速鐵路的施工質量,從而實現其綜合效益。
關鍵詞:高速鐵路;連續(xù)梁橋;施工控制
1 引言
近些年來,我國經濟發(fā)展較快,人們的生活水平得到了快速提高,對交通運輸行業(yè)有了更高的要求,應保障快速、安全、舒適等多方面需求。高速鐵路的實現,具備快速平穩(wěn)、安全高效等特點,能滿足人們的多元化需求。但高速鐵路的建設常常需要進行大跨度施工,其施工難度比較大,而應用預應力混凝土連續(xù)梁橋施工技術能有效解決這一問題,對我國高速鐵路事業(yè)的發(fā)展有重要的意義。
2 高速鐵路預應力混凝土連續(xù)梁橋施工發(fā)展現狀及施工難點
自上世紀50年代開始,我國學者不斷加大了橋梁工程中結構變形、內力調控等方面的研究力度,推動了我國橋梁建設水平的提高,并在斜拉橋、懸索橋等項目中取得了很大的成就。直至上世紀90年代,我國開始對橋梁施工控制工作進行了研究,并將其應用在鐵路預應力混凝土連續(xù)梁橋建設中,使得施工控制效果得到了大幅度提高。但與歐美發(fā)達國家相比還存在不小的差距,尤其是在監(jiān)控檢測方面,還存在很多的施工隱患。在這種情況下,給高速鐵路預應力混凝土連續(xù)梁橋施工帶來了很大的難度,還需要加大技術研究力度,以保障施工質量。
其具備以下幾個難點:一是,高速鐵路對平穩(wěn)性有很高的要求,由于連續(xù)梁橋的施工跨度比較大,容易增加施工參數誤差,并給施工測量、監(jiān)控等帶來了難度,使得連續(xù)梁橋的施工質量受到了影響。二是,溫度是影響混凝土質量的主要因素之一,當溫差變化較大時,會影響混凝土內部結構的穩(wěn)定性,容易出現開裂、形變等問題。在進行高速鐵路預應力混凝土連續(xù)梁橋施工時,其橋寬比較窄,在溫差影響下會產生橫向梯度,對施工質量會造成影響。三是,掛籃施工是連續(xù)梁橋施工中的重要內容,但受掛籃變形等因素的影響,會影響橋梁的整體線型,使得橋梁的質量受到了影響(如圖1)。
3 高速鐵路預應力混凝土連續(xù)梁橋施工控制方法
3.1 預測控制法
預測控制法是高速鐵路預應力混凝土連續(xù)梁橋施工的常用控制方法之一,主要應用在橋梁懸臂澆筑階段。但在澆筑施工中存在很多的不確定因素,容易出現施工誤差,一旦出現這種情況時,只能利用預應力鋼束進行事后調整,或在下一橋梁分段建筑施工中調整立模標高。預應力鋼束的調整效果有限,一般可對立模標高進行預測,以實現控制效果。因此,在采用預測控制法時,需要對影響橋梁結構的因素進行全面分析,并對每一個施工分段進行預測,可不斷調整施工誤差,促使其接近實際施工結果,以保障施工質量。另外,這種方法具有適用性和針對性的特點,既可適用在所有橋梁施工中,又針對已建成橋梁,且調整難度大的工程[1]。
3.2 事后調整控制法
在高速鐵路預應力混凝土連續(xù)梁橋施工中,經常會受到各種因素的影響,使得實際結構與設計內容存在一定偏差。在這種情況下,一般可采用事后調整控制法,確保最終施工結構滿足設計要求。以斜拉橋施工控制為例,需要根據實際施工情況來采取相應的措施。一是,當每個施工階段結束后,若發(fā)現已成結構與設計內容不符時,需要對斜拉索力進行調整,并在此基礎上繼續(xù)施工。這種控制方法流程繁瑣、過程麻煩,且斜拉索力不易控制,對調整結果會產生一定的影響。二是,當橋梁結構施工完畢后,需要對結構的實際情況進行檢測,判斷實際施工情況與設計要求之間的差異性。若存在偏差時,可對斜拉索力進行一次性的調整,這種方法在實施階段存在較大的難度,需要對橋梁的結構內力進行調查與分析,一旦調查結果存在偏差時,容易出現安全事故。因此,事后調整控制法存在很多的不確定因素,難以保障施工控制效果。
3.3 自適應控制法
高速鐵路預應力混凝土連續(xù)梁橋施工,經常需要進行大跨度施工,在這種情況下,可采用自適應控制法來控制施工質量。當進行施工控制時,實際施工參數與控制系統(tǒng)存在誤差時,系統(tǒng)的輸出結果會存在一定的偏差,與設計要求不相符。但該控制系統(tǒng)具有自我修正的特點,當擾動特性發(fā)生變化時,系統(tǒng)會進行識別與分析,并自行調整參數,以保障輸出結果與設計要求相符,從而不斷提高施工控制質量。
3.4 分析控制法
(1)正裝分析法。在高速鐵路預應力混凝土連續(xù)梁橋施工中,利用正裝分析法,需要對橋梁的實際施工順序進行分析,以獲得結構的受力、形變等數據。采用這種控制方法,可對各個施工階段的數據信息進行計算,包括受力信息、位移數據等。既可以指導技術人員進行橋梁設計與施工,又可以為施工控制提供數據保障。同時,該方法的靈活性比較好,可對預應力混凝土結構的非線性問題以及混凝土徐變等因素進行考慮、分析,可保障施工控制的全面性。因此,將其應用在高速鐵路等大跨度連續(xù)梁橋施工中,能夠獲得良好的控制效果。但正裝分析法也存在一定的不足之處,所構建的應力計算模型、撓度計算模型等,都需要以設計標高為依據。在實際施工階段,橋梁實際結構并不以設計標高為主,而是要按照施工立模標高進行施工,導致計算結果與設計結果存在一定的偏差[2]。
(2)倒裝分析法。在實際施工中,需要重點控制橋梁的線形結構和強度,當存在線形誤差時,會影響橋梁結構的質量和美觀性。因此,一般可采用預拱度等措施來達到線形要求。在進行連續(xù)梁分段懸臂澆筑施工時,需要對各個施工控制階段的標高進行數據收集,可為后續(xù)的線形控制提供便利。應先假設t=t0,當內力分布滿足t0時,可利用正裝計算法來獲得實際結果。在這種情況下,需要將結構正裝分析進行逆向倒拆,分析每次拆除工作對剩余結構所產生的影響,從而獲得結構內力、位移等實際結果。倒裝分析法也存在很多的不足,一些大跨度連續(xù)梁橋的非線性特點比較明顯,利用倒裝分析法反而會影響實際結果。另外,在混凝土徐變、伸縮等數值計算上,無法通過倒裝分析法進行計算,難以考慮到時差效應等方面的問題。
4 結束語
近些年來,我國高速鐵路事業(yè)得到了快速發(fā)展,保障預應力混凝土連續(xù)梁橋施工質量具有十分重要的意義。因此,要求相關人員加大施工控制方法的研究力度,不斷進行改進與完善,從而推動我國高速鐵路事業(yè)快速發(fā)展。
參考文獻:
[1] 萬德林.大跨度預應力混凝土連續(xù)梁橋施工關鍵技術研究[D].石家莊鐵道大學,2016.
[2] 廖嘉.高速鐵路鋼管混凝土拱預應力混凝土連續(xù)梁橋施工控制研究[D].中南大學,2012.