何敏
(鶴山市江粵建筑工程有限公司 廣東鶴山 529700)
某大橋主體部分跨度為700m,屬于雙塔雙索面大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋,采用懸臂拼裝施工技術方案,其箱梁部分采用現(xiàn)澆法施工,因此需要對現(xiàn)場施工管理與控制技術進行明確,為橋梁施工的安全性提供技術保障。相關人員應認識到有限元模型、鋼箱梁焊接技術和斜拉索制作技術應用的重要性,提升項目施工質量控制水平。
某大橋項目建設規(guī)模較大,設計路線全長3.86km,其中橋梁長度在2287m,為跨度焊接鋼箱梁斜拉橋,橋梁車道部分設計方案為雙向六車道執(zhí)行國家一級公路技術標準。
施工中主要指標如下:設計速度為80km/h,橋涵設計載荷等級為公路-1級,洪水頻率:特大橋1/300,其余橋涵路基1/100,路基寬度均為32m,主橋寬度為40m,引橋寬32m,保持其余橋涵與路基同寬。項目建成后,最高通航水位應滿足國家1985高程基準,實際數(shù)據應為7.23m,通航凈空為650m×22m,為單孔雙向通航,施工技術標準應符合《公路工程技術標準》(JTGB01—2003)相關規(guī)定。
為實現(xiàn)對該大橋項目施工過程的科學合理控制,采用了MIDASCivil軟件構建了基于該大橋的有限元模型,相關模型設計如圖1所示。
圖1 某大橋主橋有限元模型
模型應用過程中,主梁及橋塔部分均采用了空間梁單元模擬,主橋項目共計規(guī)劃了575個節(jié)點、656個單元。實際施工過程中,橋梁底部固結以及橫梁之間均采用彈性方案連接。過渡墩和輔助墩支座則采用單向支座方式模擬。施工控制技術應用中,邊跨混凝土量支架的單向位移也需要利用支座模擬,模型中,整體坐標系以順橋方向為X軸,橫向為Y軸,豎向為Z軸,由此實現(xiàn)對施工技術應用的科學有效模擬,提升項目管理工作能力。
綜合考慮該大橋主橋結構的施工工序,按照實際時間進程,對橋梁整體施工進行了全過程管理,項目施工中,一共劃分了153個施工工況。在有效元施工模型的應用中,需要考慮橋梁垂度效應對有限元模型構建的影響,需要根據不同的影響程度,對模型計算中的誤差進行分析與修正,使得項目施工中的具體參數(shù)與工程項目施工方案相符合。
計算主梁項目中無應力狀態(tài)下的制造線形式保證鋼箱梁焊接施工質量的有效方式和重要方法,需要對相關問題進行重點分析。一般情況下,主梁的理論制造線形不需要考慮鋼箱梁制作過程中的焊接縫收縮、溫度變化等問題。焊接技術的應用中,需要重點關注技術應用對橋梁線形與尺寸造成的影響,并且根據項目施工技術控制方案,對相關參數(shù)做出調整,使得鋼箱梁的焊接技術應用效果符合項目設計要求,提升大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋施工質量控制效率。
需要指出的是,該大橋的主橋面縱度為2.8%,其中主跨中心線處于半徑16000m的圓形曲線上。在鋼箱梁的施工與焊接中,相關技術人員應嚴格按照項目施工設計管理辦法進行,不僅需要加強現(xiàn)場控制,也需要對鋼箱梁段在工廠的預制進行嚴格要求,嚴格根據設計線形的實際情況,分割制造各梁段的具體長度。焊接操作中,應保持鋼梁制造基準溫度為20℃,為施工技術應用提供良好條件。
斜拉索的無應力下料長度是加強項目施工質量控制的要點,需要對相關內容進行重點的管理與控制。具體工作中,應關注斜拉索下料制作標準、斜拉索索力、斜拉張力拔出量等要素,致力于在科學合理的管理機制下,對相關施工控制技術進行嚴格要求,使得項目橋梁中斜拉索制作長度,符合項目施工要求。實際計算中,應根據成橋后的結構狀態(tài),對相關控制要素進行參數(shù)實測,考慮到錨具位置、彈性拉伸長度和重力垂直效應對斜拉索索力的測量產生影響,因此,需要對相關要素進行重點控制,使得計算結果具有現(xiàn)實應用意義。
在大跨度焊接鋼箱梁斜拉橋的施工過程中,為提升項目施工質量,對橋塔施工過程進行了科學合理控制,分別對橋塔的上下底部應力以及塔頂偏位進行了技術監(jiān)控,并且與理論計算值進行了對比分析。測量數(shù)據結果分析如下:上塔柱的實測應力值為1.15~6.15MPa范圍內,下塔柱實測應力值 1.57~6.72MPa,與理論值上塔柱-0.13~0.10MPa,下塔柱-0.57~0.22MPa存在一定差異,需要對相關參數(shù)進行技術調整。
在該大橋的主橋結構合龍后,對橋體的主梁高程值進行了測量,促使上下游橋梁的高程數(shù)值滿足施工質量控制要求。經過現(xiàn)場勘測,發(fā)現(xiàn)大部分的測點偏差在40mm范圍內,其中預應力混凝土主梁部分的高程偏差在-49~52mm之間,滿足橋梁項目施工質量控制目標的要求。同時,在施工技術應用過程中,發(fā)現(xiàn)部分結構的預應力混凝土梁出現(xiàn)整體偏低的問題,需要在施工質量控制中對其提高關注力度。
項目施工完成后,對斜拉索結構進行了技術分析,發(fā)現(xiàn)斜拉索索力實測值與理論值之間的偏差較大,相關人員嚴格按照施工技術應用標準,對主跨結構的正式合攏前,對全橋的索力進行了技術調整。技術人員通過上游和下游橋梁的施工技術控制,實現(xiàn)對梁端索力的有效控制。
綜上所述,對該大橋的橋塔、主梁與斜拉索部分進行施工技術控制,并且在橋梁施工過程中注重對安全質量的控制,使得項目的使用性能更加完整,相關結構的實測值為:橋塔應力偏差為-0.13~0.22MPa,主梁各測點的高層偏差為-33.0~49.0mm;斜拉索索力的平均偏差為4.5%,其最大正偏差和負偏差均滿足施工技術控制目標要求,實現(xiàn)施工技術良好應用效果。