探討大跨徑橋梁施工控制不確定因素

陶毅

【摘 要】大跨徑橋梁由于各種不確定因素的存在導致其主體結(jié)構在施工中容易受到應力偏差干擾的影響導致其結(jié)構緊湊型與受力穩(wěn)定性的不足，最終影響施工安全和施工質(zhì)量，影響橋梁的服務壽命。因此，對大跨徑橋梁施工中可能出現(xiàn)的不確定因素進行合理的管理與控制是保證大跨徑橋梁施工安全與施工質(zhì)量的重要基礎。

【關鍵詞】大跨徑橋梁 ?施工 ?不確定 ?因素

橋梁施工中，對施工過程嚴格的質(zhì)量控制是保證橋梁服務壽命與服務質(zhì)量的關鍵。在大跨徑橋梁施工中，由于各種不確定因素的存在以及施工過程中對由不確定因素造成的橋梁施工質(zhì)量缺陷沒有進行科學合理的管理與控制，導致橋梁施工質(zhì)量不高，實際服務壽命不長的現(xiàn)狀。因此，對大跨徑橋梁施工中存在的不確定因素進行分析與討論，從而得出相應的管理控制手段是橋梁施工的重要基礎。

1 大跨徑橋梁施工

大跨徑橋梁主要應用于有效可用土地較少、相對距離較長、跨度較大、施工難度較大、材料使用量相對較多的地區(qū)，如跨江、河、海工程和橫斷山區(qū)重要交通干線，在部分城市的高架環(huán)城公路和跨越重要設施如鐵路干線、河道等也采用大跨徑橋梁工程施工。

在進行大跨徑橋梁施工中，由于應力相對集中，且各分結(jié)構間的內(nèi)部應力會隨著距離的拉長而進行累計，最終影響到整體結(jié)構的應力組成以及結(jié)構穩(wěn)定性。雖然在進行橋梁設計中對其進行了一定的考量與控制，但在施工中出現(xiàn)的不確定因素卻可能影響到局部應力的偏差，從而在大跨徑橋梁累積、放大的作用下產(chǎn)生較大的應力偏差，最終影響到整體結(jié)構的穩(wěn)定性與施工質(zhì)量。因此，對大跨徑橋梁施工中出現(xiàn)的可能進行累積與微小不確定因素進行合理的管理與控制，是保證大跨徑橋梁施工安全與施工質(zhì)量的重要基礎。

2 大跨徑橋梁施工的不確定因素及其相應的控制措施

結(jié)合大跨徑橋梁施工過程與當前大跨徑橋梁施工中出現(xiàn)的偏差累積放大現(xiàn)象及其產(chǎn)生的施工質(zhì)量安全問題，可以歸納出能夠影響到大跨徑橋梁整體結(jié)構穩(wěn)定性的主要不確定因素有建筑材料的結(jié)構尺寸偏差、結(jié)構徐變與收縮偏差、溫度效應結(jié)構偏差等。

（1）建筑材料結(jié)構尺寸偏差。大跨徑橋梁在施工中需要大量的建筑材料，主要包括鋼結(jié)構、混凝土結(jié)構、水泥磚結(jié)構以及部分木質(zhì)、硬質(zhì)塑料等結(jié)構，由于現(xiàn)代建設項目施工大多是采用分結(jié)構組裝的方式進行的，尤其在地形相對復雜、大型建筑構件無法運達的地區(qū)，分結(jié)構組裝施工建設是主要施工手段。由于材料加工和運輸保管中存在精度不足、機械磨損等問題導致結(jié)構材料之間大多與設計要求存在一定的偏差，而這部分偏差很可能導致施工中結(jié)構咬合出現(xiàn)問題，如部分結(jié)構的咬合不緊、緊湊型不足、應力分布相對集中等，在大跨徑橋梁的偏差累積與放大效用下會造成應力大量集中、明顯的斷造帶等，極不利于建筑整體的結(jié)構穩(wěn)定性。

因此在進行施工設計中，需要對各部分材料尺寸預留一定的余量，以避免尺寸偏差導致的結(jié)構穩(wěn)定性問題;而在施工材料準備時，也應該盡量采購滿足實際設計施工需求精度的材料;另外在施工周期內(nèi)還應該及時對所用材料的結(jié)構尺寸進行復核檢查，以消除偏差對橋梁施工結(jié)構穩(wěn)定性的影響。

（2）結(jié)構徐變、收縮偏差。在大跨徑橋梁的施工中大量采用鋼筋混凝土結(jié)構，混凝土結(jié)構在施工中常出現(xiàn)結(jié)構徐變、收縮等現(xiàn)象產(chǎn)生一定的偏差，在積累中會造成對橋梁較大的應力應變從而影響到實際的施工質(zhì)量。

結(jié)構徐變指的是在荷載作用下結(jié)構在相同應力的作用下產(chǎn)生的應變增長的現(xiàn)象，它主要是在長期應力作用下導致的結(jié)構彈性變化失效，特別在大跨徑橋梁主要應力集中區(qū)域的鋼筋混凝土結(jié)構，在長期高強度的應力拉伸下，會使得結(jié)構彈性變化在時間的作用下逐漸增加，最終發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)應變擴大，從而使得應力更加集中、徐變加快的現(xiàn)象，導致橋梁結(jié)構應力平衡被打破，結(jié)構穩(wěn)定性不足。

結(jié)構收縮引起的偏差主要是在混凝土施工的過程中，由于水分的富集與蒸發(fā)兩個階段其結(jié)構尺寸存在較小的偏差而導致的結(jié)構微量收縮現(xiàn)象，如在冬季相對寒冷時間段進行的混凝土施工，在溫度較低時其混凝土可能會富集水分凝固而增加其結(jié)構體積，而在相對干燥炎熱的地區(qū)進行的施工卻可能因為水分的大量散失而導致混凝土材料出現(xiàn)收縮，從而引起局部區(qū)域應力載荷相對集中，破壞原本的應力分布平衡，最終導致結(jié)構形變，影響整體的結(jié)構穩(wěn)定性。

這就使得在大跨徑橋梁施工與未來的養(yǎng)護過程中，應該對主體結(jié)構關鍵部位的徐變量進行及時的監(jiān)測，及時對形變較大結(jié)構進行加護處理，并且，在施工中應該盡量消除混凝土水分富集和蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的材料收縮，具體可通過合理調(diào)控混凝土各組分比例、對混凝土結(jié)構施工過程進行控制等方法實現(xiàn)。

（3）溫度效應結(jié)構偏差。大跨徑橋梁施工中由于各結(jié)構組裝的過程中在環(huán)境熱效應的作用下，會導致結(jié)構內(nèi)部各部分出現(xiàn)較大而且相對存在差異的熱應力。在其他載荷下會影響到整體內(nèi)部結(jié)構應力分布平衡，使得其內(nèi)部結(jié)構出現(xiàn)一定的結(jié)構應力偏差，并由此產(chǎn)生一系列的結(jié)構穩(wěn)定性問題。而環(huán)境日照及對流的差異會使得內(nèi)外、表里的熱應力存在較大的差異，因此在進行施工時需要在設計階段對溫度應力偏差進行計算和考量，并在施工中盡量消除或減弱不同部分的溫度應力差異，從而消除溫度應力偏差產(chǎn)生的結(jié)構穩(wěn)定性影響。

3 結(jié)語

對大跨徑橋梁建設項目施工過程中出現(xiàn)的各種應力偏差，在積累、放大作用下導致的結(jié)構穩(wěn)定性問題進行足夠的管理與控制是控制施工安全、保證施工質(zhì)量的重要基礎，在設計和施工階段對建筑材料尺寸偏差、結(jié)構徐變收縮、溫度效應結(jié)構偏差等在施工中主要存在的不確定因素進行合適的余量控制，并在施工中盡量減弱或者消除不確定因素帶來的應力過于集中現(xiàn)象是保證其施工質(zhì)量的關鍵。

參考文獻

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