蔡進寶

（中交一公局廈門工程有限公司，福建 廈門 361000）

在基礎設施建設實踐中，高墩大跨徑懸澆梁施工的技術要求和難度較高，對相應的施工技術提出了更高要求。當前形勢下，有必要立足高墩大跨徑懸澆梁施工需求，靈活運用精細化的施工控制方式，全面優(yōu)化提升其施工總體成效。文章就此展開了探討。

1 研究背景

高墩大跨徑懸澆梁施工過程所遇到的施工控制影響因素具有多樣化特征，無論是相關施工技術方法，還是外在地形的限制，均使傳統(tǒng)相對有限的施工技術控制模式面臨著挑戰(zhàn)與考驗。近年來，相關主管部門高度重視高墩大跨徑懸澆梁施工技術創(chuàng)新與運用，在新材料、新技術的嘗試試用等方面制定并實施了系列性的技術規(guī)范與行業(yè)標準，大大提高了大跨徑懸澆梁工程的耐久性、安全性和結構性，在相應工程項目建設領域取得了令人矚目的現(xiàn)實成就。同時，廣大施工單位及技術人員同樣在創(chuàng)新大跨徑懸澆梁施工技術流程，因地制宜地對傳統(tǒng)技術方法進行傳承與革新等方面的積極探索，大大改進了大跨徑懸澆梁的施工控制成效，有序實現(xiàn)了懸臂系統(tǒng)與錨固結構懸臂施工理念的有機銜接，成效突出。盡管如此，受限于懸臂施工技術方法與過程控制等方面要素影響，當前大跨徑懸澆梁施工實踐中依舊存在諸多短板，受力狀態(tài)分析的準確性尚有較大提升空間，動態(tài)化與實時化的施工控制模式尚未形成。上述背景下，探討高墩大跨徑懸澆梁施工技術控制的方法路徑，對于全面彰顯本結構構造的整體現(xiàn)實優(yōu)勢，促進基礎設施建設事業(yè)發(fā)展具有極為深刻的現(xiàn)實意義。

2 大跨徑懸澆梁合龍及體系轉換分析

2.1 合龍方案和步驟

在大跨徑懸澆梁施工中，由于懸臂端較長，需對合龍操作進行專項技術處理，因此合龍段的施工至關重要，對于懸澆梁整體構造質(zhì)量與效果具有直接影響。一方面，應嚴格掌握常用的合龍順序，按照既定合龍施工方案進行依次合龍施工，即先進行邊跨合龍，再行次邊跨合龍，確保各個合龍步驟銜接一致，并及時拆除臨時固結，使懸澆梁合龍施工完成整體體系轉換。同時，也可根據(jù)大跨徑懸澆梁的客觀實際環(huán)境，循序進行T構合龍，避免多個不同合龍環(huán)節(jié)的相互干擾與影響。另一方面，應嚴格控制懸澆梁合龍工序，對臨時張拉部分預應力束進行有效約束，排除溫度和施工荷載的影響，防止合龍區(qū)域出現(xiàn)裂縫。

2.2 合龍段施工及其體系轉換分析

在合龍段施工及其體系轉換中，應對懸澆梁相關構件的受力狀況和位移狀況等進行分析校驗，以制定更為符合實際的合龍順序。對大跨徑懸澆梁的預應力進行有效控制，將主橋整體細化分為多個不同單元和節(jié)點，建立有限元模型。在此基礎上，形成多個不同的合龍段施工及其體系轉換實施方案，并分別進行分析計算，對合龍段預應力束予以優(yōu)化處理。為了保障合龍段體系轉換的有效性，應嚴格執(zhí)行合龍段施工的核心規(guī)則方法，準確排除各類可能影響體系轉換的潛在因素。

2.3 對各個合龍及體系轉換方案的計算分析

從撓度角度、應力角度、主梁彎矩角度等多個方面對合龍及體系轉換方案進行計算，從多個角度對方案的可行性、經(jīng)濟性等進行評價分析，以得出最優(yōu)方案。在撓度角度方面，應重點考量不同合龍段左右兩端位移一致，并對最大累計撓度進行校核，將彈性壓縮差控制在技術規(guī)范允許范圍內(nèi)，防止懸澆梁結構線形影響過大。在應力角度方面，應對應力峰值的出現(xiàn)點位進行識別，防止應力峰值和谷值起伏波動較大而造成的應力失衡失穩(wěn)問題。在主梁彎矩角度方面，則應對其大致規(guī)律進行歸納，掌握彎矩由正到負的變化情況，得出最大和最小彎矩值。

3 高墩大跨徑懸澆梁施工技術控制研究

3.1 施工技術控制目標

在當前技術條件下，高墩大跨徑懸澆梁的施工過程較長，需要在明確施工技術控制目標的基礎上，將施工過程細化分解為多個不同梁段進行澆筑，并經(jīng)體系轉換后形成主體構造。在施工技術控制目標方面，應分別重點做好懸澆梁的線形控制、應力控制和穩(wěn)定性控制。其中，線形控制應防止橋面出現(xiàn)波浪形變化，以確保橋面的幾何形態(tài)符合相關技術規(guī)范，提高后續(xù)行車平穩(wěn)性；應力控制則可通過預埋傳感器的方式對懸澆梁應力狀態(tài)進行監(jiān)測，比對分析其應力值和理論值的偏差幅度，及時糾偏，避免應力過大而導致的結構性破壞；穩(wěn)定性控制則側重懸臂屈曲穩(wěn)定，形成完善的結構性監(jiān)控系統(tǒng)。

3.2 施工技術控制計算

施工技術控制的過程即是對結構參數(shù)與指標進行統(tǒng)計分析與處理的過程，應構建基于現(xiàn)代控制理論理念的施工技術控制計算體系，使各項技術參數(shù)指標的計算達到最優(yōu)化，并對閉環(huán)控制反饋系統(tǒng)進行預測分析。在施工監(jiān)控有限元模型計算中，應將大跨徑懸澆梁離散成為多個單元和節(jié)點，形成平面桿系模型，用以指導施工環(huán)節(jié)與步驟，并有針對性地抵消梁體的變形影響。同時，應通過卡爾曼濾波法、灰色理論法等修正預測方法，對施工技術控制計算誤差進行精準調(diào)整，提高控制計算結果的精準度與可信性。

3.3 線形控制

一方面，應進行必要的線形控制測點布置，在高墩大跨徑懸澆梁的特定位置設置相應的測試點，對外來應力的橫向分布與縱向分布等進行全面控制。在觀測點設定后，可通過螺紋鋼筋進行固定，并做出相應標識，為實施基準點定時校核創(chuàng)造良好條件。另一方面，應確定立模標高，對不同節(jié)段的撓度值進行模擬計算，并以此為依據(jù)對計算分析的初始狀態(tài)進行設定，并得到精確結果。在此過程中，應采用精密水準儀等線形控制儀器進行監(jiān)測處理，獲取不同節(jié)段的觀測標高。按照對線形進行調(diào)整的技術要求，預測最優(yōu)化的預拱度，建立系統(tǒng)狀態(tài)方程，實施先驗估計和后驗估計，獲得較為理想的濾波效果。

3.4 應力控制

在應力控制中，同樣應對觀測點進行有效布置，在高墩大跨徑懸澆梁的端部截面、底板截面、頂板截面等處進行應變傳感器埋置，防止出現(xiàn)不必要的應力監(jiān)測控制盲區(qū)。通常情況下，應力控制中的傳感器應注重布置密度與數(shù)量，可通過綁扎方式固定在相應位置鋼筋的下方，以防在施工過程中受到施工機械的破壞。對應力控制傳感器監(jiān)測獲取到的數(shù)據(jù)進行準確記錄，并導入計算軟件平臺，形成應力控制數(shù)據(jù)模型，觀察某一參數(shù)調(diào)整變化對應力控制效果帶來的影響。強化對應力監(jiān)控結果的研判分析，對實測值與理論值進行統(tǒng)計，形成應力圖像，把握應力的增減交錯狀態(tài)，確保頂板應力值高于底板應力值。

3.5 施工過程中的受力分析

3.5.1 受力分析對象的確定

通過進行受力分析，可對懸臂澆注的受力狀況進行有效控制，對于大跨徑懸澆梁的施工安全同樣具有積極作用。在當前技術規(guī)范約束范圍內(nèi)，施工過程中受力分析的對象應包括懸澆梁高度、跨中梁高度、箱梁頂板高度、梁節(jié)段數(shù)量等，在進行受力分析的基礎上獲取彼此之間的關聯(lián)影響關系。在受力分析中，具體技術參數(shù)有混凝土自重、鋼材彈性模量、容許撓度、強度設計值等，其中鋼材設計指標如表1所示。

表1 鋼材設計指標

3.5.2 荷載計算與模型分析

對荷載計算的有關參數(shù)進行處理，剔除部分存在明顯謬誤與偏差的數(shù)據(jù)，以確保荷載計算的整體效果。在荷載計算中，應注重把握箱梁形狀的變化規(guī)律，對均布荷載狀況進行建模分析，得到數(shù)據(jù)模型。上述數(shù)據(jù)模型荷載應囊括導梁和滑梁的混凝土荷載、內(nèi)滑梁的混凝土荷載、底籃加強縱梁的混凝土荷載、底部普通荷載的混凝土荷載等，只有對這些多元化的荷載類型進行整體構造，才能使最終模型分析數(shù)據(jù)更為優(yōu)化可靠。在模板及機械荷載計算中，則應對側模自重、內(nèi)模自重、底模自重等進行有限元模擬。在掛籃施工環(huán)境下，還需有序釋放梁端約束。

3.5.3 計算結果分析

在掛籃底籃系統(tǒng)中，應對最大剪應力出現(xiàn)的具體位置進行約束分析，并與技術條件允許的最大容許剪應力進行對比。對外導梁和外滑梁的計算結果進行分析，對有限元模擬結果進行調(diào)整，避免荷載效應的分散化，控制剪應力和彎曲應力失衡失穩(wěn)。在初步計算結果獲得后，應結合大跨徑懸澆梁的技術標準等進行校核處理，為施工技術控制方案的形成提供依據(jù)，防止大跨徑懸澆梁施工方法與策略無據(jù)可依。注重混凝土非應力收縮應變影響，提高撓度應力數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)的吻合度，并對不可控因素制定相應控制方案，提高施工技術控制系統(tǒng)性。

4 提高高墩大跨徑懸澆梁施工質(zhì)量的方法路徑探討

4.1 準確把握大跨徑懸澆梁施工原則

在當前大跨徑懸澆梁施工中，各類潛在的影響因素趨于多樣化，應在統(tǒng)一規(guī)范的準則要求下開展施工控制。準確把握大跨徑懸澆梁施工原則，確保各個施工模塊與施工步驟之間的配合與銜接。將提升大跨徑懸澆梁施工的整體構造性為總體目標，合理設定大跨徑懸澆梁施工技術參數(shù)指標，堅持施工質(zhì)量與施工效率并舉的控制原則，對施工環(huán)節(jié)進行把控。對施工成效進行動態(tài)化監(jiān)測，拓展與優(yōu)化大跨徑懸澆梁施工鏈條，對存在的潛在質(zhì)量隱患，予以專業(yè)技術處理。

4.2 有效設計施工組織方案，引入信息化控制方法

施工組織方案在大跨徑懸澆梁施工中處于基礎性地位，對于保障整個懸澆梁施工過程的平順性、銜接性具有關鍵作用。在技術管理方面，施工控制可細化分為方案控制、流程控制、管理控制等，應根據(jù)大跨徑懸澆梁環(huán)境需求，明確大跨徑懸澆梁施工資源要素的布局與分配。現(xiàn)代信息化技術的快速發(fā)展，為大跨徑懸澆梁施工技術控制提供了更為豐富的技術手段，應積極運用信息技術，以大跨徑懸澆梁受力體系為主要對象，搭建基于計算機技術的施工控制平臺，將大跨徑懸澆梁影響要素進行集中統(tǒng)一管理，實現(xiàn)可視化的受力狀態(tài)評價。

4.3 強化施工技術的安全控制

在大跨徑懸澆梁具體的施工安全管理中，應積極采用現(xiàn)代多元化的施工技術工藝方法，將現(xiàn)代施工管理理念融入大跨徑懸澆梁安全管理全過程，確保做好相應的技術交底工作，全面詳細地注明施工過程中的關鍵操作方法與安全風控要求。對于大跨徑懸澆梁特殊崗位工作人員，應在接受過安全強化培訓之后再行持證上崗，確保其具體操作技術與操作過程的安全性，尤其是涉及到高空作業(yè)和特種機械設備時，更要突出安全技能的核心價值。對不安全因素進行全面分析，并將具體的分析結果編入到實際的施工安全組織設計中，確保大跨徑懸澆梁施工技術控制全程安全。

4.4 科學評定大跨徑懸澆梁施工控制成效

選擇最具代表性特征的參數(shù)指標，構建具有針對性、差異性、體系性的大跨徑懸澆梁施工控制成效評定體系，對大跨徑懸澆梁施工的階段性成效進行科學評定，全面掌握大跨徑懸澆梁施工短板。在大跨徑懸澆梁施工成效評定中，應避免人為主觀意識的盲目干預，確保最終評定結果可信可靠。根據(jù)大跨徑懸澆梁環(huán)境及技術規(guī)范的實際要求，對施工效果進行動態(tài)化檢驗，防止各類不確定性因素的干涉，防止因施工機械設備故障而導致的施工缺陷問題。強化大跨徑懸澆梁施工評定結果的有效運用，將其作為調(diào)整優(yōu)化大跨徑懸澆梁構造體系的參考。

5 結語

綜上所述，受傳統(tǒng)固化施工模式的束縛，當前高墩大跨徑懸澆梁施工實踐中依舊存在諸多薄弱環(huán)節(jié)，不利于實現(xiàn)更高質(zhì)量的施工控制效果。因此，技術人員應立足實際，創(chuàng)新高墩大跨徑懸澆梁施工理念，充分整合懸澆梁施工的各項技術資源，強化對各類數(shù)據(jù)參數(shù)的校核分析，引入信息化的施工技術控制體系，精準有效排除各類潛在質(zhì)量與安全隱患，為提高懸澆梁施工質(zhì)量奠定基礎，不斷開辟現(xiàn)代基礎設施建設新局面。