大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)研究

祁潤(rùn)平

（中鐵一局集團(tuán)橋梁工程有限公司，重慶　401121）

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)研究

祁潤(rùn)平

（中鐵一局集團(tuán)橋梁工程有限公司，重慶401121）

本文在對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際案例對(duì)其應(yīng)用的重要性，在應(yīng)用過程中需要注意的事項(xiàng)以及施工各階段應(yīng)用過程中的要點(diǎn)進(jìn)行探討，以供參考。

大跨度預(yù)應(yīng)力；混凝土橋梁；施工控制

橋梁結(jié)構(gòu)施工控制主要針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力和穩(wěn)定三方面進(jìn)行，我國(guó)雖然在上個(gè)世紀(jì)中期已經(jīng)認(rèn)識(shí)到施工過程中結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形調(diào)控的重要性，例如武漢長(zhǎng)江大橋施工過程中的應(yīng)力、標(biāo)高調(diào)整操作，但在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制方面的研究相對(duì)西方國(guó)家較晚，所以現(xiàn)階段針對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)展開研究是橋梁施工水平深化的必然選擇。

1　大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制內(nèi)容

1.1變形控制，其主要是為縮減橋梁結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)圖紙中尺寸方面產(chǎn)生的偏差，使其在施工中必然會(huì)產(chǎn)生的尺寸偏差保持在合理的范圍內(nèi)，例如，在施工過程中箱梁頂面寬項(xiàng)目寬度的偏差允許在±30毫米之間；梁板項(xiàng)目高度偏差允許在±5毫米之間；支座中心至中心項(xiàng)目跨度偏差允許在± 20毫米之間等［1］。

1.2應(yīng)力控制，現(xiàn)階段橋梁應(yīng)力控制技術(shù)主要有兩種途徑，一種是由專業(yè)人員對(duì)壓力表、千斤頂?shù)仍O(shè)備進(jìn)行質(zhì)量、精度等方面的控制，常規(guī)壓力表的精度要在1.5級(jí)以上；一種是對(duì)鋼材的伸長(zhǎng)數(shù)值進(jìn)行控制，保證橋梁結(jié)構(gòu)整體應(yīng)力滿足預(yù)期要求［2］。

1.3穩(wěn)定控制，其主要是對(duì)橋梁各構(gòu)件和整體的穩(wěn)定性進(jìn)行控制，以此保證橋梁結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過程中的安全性，現(xiàn)階段軸心壓公式是計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的有效途徑［3］。

2　大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)的重要性及注意事項(xiàng)分析

某大橋位于市區(qū)與一公路之間，在區(qū)域重要的交通路段，眾多國(guó)家投資的大型或特大型項(xiàng)目需要利用此橋梁結(jié)構(gòu)，而且在能源外運(yùn)方面此橋梁結(jié)構(gòu)也發(fā)揮著重要的作用，為保證此橋梁的整體質(zhì)量，使其安全使用，在施工過程中嘗試將大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)應(yīng)用到施工過程中。實(shí)踐證明，通過加強(qiáng)該項(xiàng)目施工過程的控制，使復(fù)雜的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量更有保證；而且橋梁結(jié)構(gòu)的安全狀況在施工過程中可以準(zhǔn)確把握，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)可以結(jié)合橋梁工程的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行及時(shí)的解決，使橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠性以及投入使用后行車的安全性都更加有保證。

但在應(yīng)用該技術(shù)的過程中也存在諸多需要注意的問題，如在參數(shù)結(jié)構(gòu)方面的構(gòu)件截面尺寸、材料重量、混凝土收縮、預(yù)應(yīng)力參數(shù)等，當(dāng)參數(shù)存在問題的情況下，不僅控制技術(shù)的效果難以顯現(xiàn)，而且會(huì)增加施工的風(fēng)險(xiǎn)，例如案例橋梁結(jié)構(gòu)的主橋跨徑為80+145+80m，單幅箱梁頂面和底面的全寬分別為11.75m和5.75m，支點(diǎn)梁和跨中梁的高度分別為8m和3m，鋼筋混凝土實(shí)體墩的主墩厚度為5m，最大墩高為20.68m等，任何參數(shù)存在問題，都會(huì)使案例橋梁的整體性能受到影響［4］。另外，溫度變化也會(huì)對(duì)控制技術(shù)的應(yīng)用效果構(gòu)成影響，施工環(huán)境溫度變化會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力變形，實(shí)踐證明橋梁結(jié)構(gòu)變形和溫差變化之間呈現(xiàn)出較明顯的正相關(guān)性，為對(duì)施工溫度進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的把控，通常選擇溫度變化幅度相對(duì)較小的完成溫度測(cè)量，并結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)的殘余溫度以及季節(jié)性溫差等因素綜合衡量，案例橋梁工程選擇4月份進(jìn)行，就是在綜合衡量相關(guān)溫度數(shù)據(jù)和施工技術(shù)后確定的相對(duì)較理想的施工時(shí)間［5］。除此之外，在施工監(jiān)測(cè)的過程中由于施工技術(shù)復(fù)雜，受儀器精度、安裝程度以及檢測(cè)人員專業(yè)性等因素的影響，必然會(huì)存在一定的誤差，當(dāng)監(jiān)測(cè)誤差超過合理范圍時(shí)，也會(huì)對(duì)該控制技術(shù)的應(yīng)用效果構(gòu)成影響，例如案例橋梁工程在設(shè)計(jì)中洪水頻率為1/300，流量為6670m/s，當(dāng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)與此標(biāo)準(zhǔn)存在較大不符，而自身又存在較大誤差的情況下，將無法為大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持［6］。

3　施工各階段應(yīng)用大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)的要點(diǎn)

3.1大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)在施工準(zhǔn)備階段應(yīng)用的要點(diǎn)

3.1.1準(zhǔn)確把握橋梁工程結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段橋梁施工控制中工程結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確把握主要應(yīng)用正裝分析法、無應(yīng)力狀態(tài)法和倒裝分析法，前者試圖按照橋梁整體結(jié)構(gòu)的加載順序和在加載過程中橋梁結(jié)構(gòu)的變形程度，分析對(duì)橋梁受力情況并結(jié)合施工內(nèi)力與位移的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性的控制；后者采用與前者完全相反的順序進(jìn)行判斷，結(jié)合橋梁理性承載狀態(tài)，利用逆計(jì)算對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行把握；而無應(yīng)力狀態(tài)是在構(gòu)件、無應(yīng)力長(zhǎng)度、曲率等方面都處于原始狀態(tài)的前提下，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)在安裝過程中的中間和終結(jié)狀態(tài)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行把握的方法［7］。具體選擇應(yīng)用要結(jié)合實(shí)際情況，例如案例工程在對(duì)施工控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的過程中采用了正裝和倒裝分析法，兩種方法都是在有限單元法原理的基礎(chǔ)上完成結(jié)構(gòu)計(jì)算，以此保證案例工程中復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式和邊界條件、荷載狀況等都可以得到有效的處理，為保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，案例工程將GQJS和MIDAS/Civil等計(jì)算軟件應(yīng)用到合攏方案分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)變形分析、結(jié)構(gòu)預(yù)拱度計(jì)算、控制界面結(jié)構(gòu)應(yīng)變應(yīng)力內(nèi)力計(jì)算等各方面，保證計(jì)算結(jié)果的有效性。

3.1.2合理應(yīng)用線性控制技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)是在對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行科學(xué)全面的橋梁設(shè)計(jì)，為橋梁施工過程中控制技術(shù)的應(yīng)用提供依據(jù)的有效途徑，橋梁的預(yù)拱度是此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的主要依據(jù)，其對(duì)橋梁的主跨與邊跨的合攏程度具有重要的影響，甚至對(duì)預(yù)應(yīng)力的分布情況也會(huì)產(chǎn)生直接的作用，所以橋梁拱度控制需要受到橋梁設(shè)計(jì)和施工人員的高度重視，利用此項(xiàng)技術(shù)可對(duì)橋梁拱度的具體數(shù)值以及施工精度等準(zhǔn)確的掌握，是我國(guó)橋梁建筑整體性能發(fā)揮的重要保證。例如案例工程在設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)了兩種合攏方案，一種是邊跨合攏，體系轉(zhuǎn)換，合攏中跨；一種是邊跨合攏，體系不轉(zhuǎn)換，合攏中跨，為選擇最優(yōu)方案，利用線性控制技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分別計(jì)算，通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)第一種方案在邊跨合攏底板位置體系轉(zhuǎn)換前后的變化幅度僅為1.05兆帕，而第二種方案變化幅度為6.10兆帕，而且因其橋梁拱度發(fā)生2.75cm的變化，所以選擇第一種方案。

3.1.3科學(xué)確定橋梁形狀

現(xiàn)階段雖然T型和槽型橋梁截面形式在我國(guó)橋梁建筑中較為常見，但為保證橋梁承載性能，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁通常選用變截面箱型的截面形式，這種截面形式不僅對(duì)提升橋梁承載性能意義突出，而且在縮減施工難度的同時(shí)，自重較輕，符合現(xiàn)代橋梁工程結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)決定，其在選擇橋梁形狀的過程中需要綜合考慮其跨度、彎矩等實(shí)際尺寸，而變截面箱型的截面形式的性能決定其可以更好的滿足大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的形狀要求。例如案例橋梁工程選擇了變截面箱型的截面形式，并在施工過程中有意識(shí)的針對(duì)箱梁撓度進(jìn)行跟蹤觀測(cè)、對(duì)箱梁立模標(biāo)高進(jìn)行隨機(jī)抽查、對(duì)箱梁頂面高程進(jìn)行測(cè)量等，以此保證所選用的截面形狀能夠真正滿足大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的要求。

3.2大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)在施工階段應(yīng)用的要點(diǎn)

施工階段的控制技術(shù)主要針對(duì)施工人員、施工材料質(zhì)量和施工工序三方面進(jìn)行。

3.2.1施工人員方面

首先必須結(jié)合施工人員施工現(xiàn)場(chǎng)布置情況制定完善合理的人員管理制度，并以小組劃分的形式加強(qiáng)管理，在責(zé)任落實(shí)的同時(shí)，保證施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的層層劃分和實(shí)現(xiàn)；

其次，結(jié)合崗位說明和施工技術(shù)要求等，建立與員工薪酬和職業(yè)規(guī)劃掛鉤的獎(jiǎng)懲機(jī)制，以此提升施工人員的工作積極性，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)員工之間的監(jiān)督；

再次，落實(shí)員工職業(yè)技能培訓(xùn)機(jī)制，通過提升現(xiàn)場(chǎng)施工人員的技能，提升大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的整體質(zhì)量。

3.2.2施工材料質(zhì)量方面

為杜絕施工材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、技術(shù)不合格、養(yǎng)護(hù)不到位等問題導(dǎo)致橋梁工程整體質(zhì)量存在隱患的情況發(fā)生，案例橋梁工程施工企業(yè)在施工的過程中對(duì)材料選購(gòu)人員的各項(xiàng)工作進(jìn)行了明確的說明，并將其工作質(zhì)量與薪酬福利掛鉤，以此提升其安全責(zé)任意識(shí)，保證材料選擇過程貫徹優(yōu)質(zhì)安全意識(shí)，而且定期組織專業(yè)技術(shù)人員對(duì)施工材料質(zhì)量進(jìn)行隨機(jī)抽查，以此杜絕不合格材料在施工過程中被應(yīng)用。

3.2.3在施工工序方面

要保證各施工工序嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)，例如案例橋梁工程在施工的過程中考慮到鋼筋骨架張拉操作復(fù)雜度較高，施工人員可能會(huì)對(duì)張拉力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行隨意的改變，影響橋梁結(jié)構(gòu)整體的質(zhì)量，所以針對(duì)此工序進(jìn)行了專項(xiàng)控制，結(jié)合有效的培訓(xùn)，使施工人員在認(rèn)識(shí)到筋骨架張拉操作重要性的同時(shí)，規(guī)范操作，施工質(zhì)量得到保證。

4　結(jié)語

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)對(duì)提升橋梁質(zhì)量，改善人們生活水平等方面具有重要的作用，為保證此技術(shù)作用的正常發(fā)揮，在施工的過程中應(yīng)有意識(shí)的對(duì)影響因素進(jìn)行控制，對(duì)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)備把握。

［1］李文江.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制［D］.大連：大連理工大學(xué)，2013.

［2］李東明.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工仿真與施工控制分析［D］.成都：西南交通大學(xué)，2014.

［3］向木生，張世飆，張開銀，沈典棟，沈成武.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)［J］.中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2012，04：41-45.

U445.4

文章編號(hào)：1003-5168（2015）-12-0139-2