黃 楊
(貴州省公路工程集團有限公司)
連續鋼構橋施工控制技術解析
黃 楊
(貴州省公路工程集團有限公司)
在道路交通事業當中,橋梁的作用不可或缺,若橋梁出現質量問題,將會對道路順利通行造成很大影響,也會損失人民的生命財產。基于此,在橋梁施工上要保證橋梁的剛度以及強度,要反復計算橋梁的輔助支架和用材等,最終確定橋梁每一個部位的尺度。目前,在橋梁建設當中主要運用連續鋼構橋,其有著較強的實用性、較大的跨度以及較強的抗壓力。主要解析了連續鋼構橋施工的控制技術,以期能夠為橋梁工程的順利實施提供一些幫助。
連續鋼構橋;施工控制;技術解析
連續鋼構橋是墩梁固結的連續梁橋,其結構主要采用預應力混凝土,優點是有著較強的適用能力、美觀的外形、較大的結構剛度和跨越能力以及合理的受力等,目前已經廣泛應用于急流、大河以及跨越深谷的橋位當中。基于此在施工連續鋼構橋當中既要確保橋梁結構的平穩性與美觀性,又要使橋梁具備一定的承載力與抗震力,這就要求要重視連續鋼構橋的施工控制技術。然而,在連續鋼構橋施工當中會存在著一些控制難點,下面本文就對其做一些詳細分析。
受限于受力特點,連續鋼構橋在施工當中容易出現地板裂縫以及箱梁腹板的情況,這就對整個橋梁的施工構成了潛在的威脅,因此要利用合理措施加強控制。
要利用合理的箱梁下緣曲線,可利用二次以及半立方拋物線來表示地板下緣曲線,箱梁采用變截面型,這樣可以使地板受力情況得到改善。同時要注重對預應力筋的位置進行改善,這樣能夠預防頂底板出現縱向位移差的情況。在張拉預應力時要嚴格根據橫豎向的張拉順序進行,張拉的時間要在澆筑完節段混凝土之后進行。其中“滯后張拉”可以對預應力分布狀態進行有效改善,為了能夠讓混凝土預應力得到均勻的分布,在所有節段當中縱向應力索都要下彎。
在影響主梁受力狀態因素當中,高跨比是主要參數,對橋梁的跨徑進行合理布置并適當增加梁高,能夠使主梁的應力狀態得到改善,以此使主梁的剛度得到提高。另外,有些工程以縮小箱梁腹板截面的幾何尺寸來使結構自重得到降低,這種情況會使橋梁腹板的厚度得到降低,使得截面抗剪能力不足,非常容易出現裂縫,因此在連續鋼構橋施工當中一定要確保截面要有足夠尺寸。另外,把橫隔板設置在懸臂中部和中跨跨中,能夠提高箱梁畸變的剛度,以此使此處的抗裂性能得到提高。
橋梁基礎處理不到位以及有均勻沉降是橋梁裂縫的重要原因之一,因此在施工橋梁當中一定要處理好基礎工作,對基礎施工的質量管理進行加強。有些工程忽視了足夠的非線性溫差,而邊跨現澆段上方之所以有較大拉應力,就是非線性溫差所致,此拉應力會使箱梁出現開裂。因此要把合理的溫度取值考慮在工程設計和施工當中,從而保證結構有著一定的安全性。同時,一些原材料,如鋼筋、骨料品種、水泥以及級配等質量會在很大程度上影響橋梁混凝土結構的質量,因此在配備施工混凝土時要以較低的水化熱混凝土為主,這樣可以減少由于混凝土水化熱而引發裂縫的情況,在材料運用上,要注重應用一些新材料,如輕質混凝土等,這樣可以使結構自重情況得到降低,也會解決由應力而造成的裂縫情況。另外,要對預應力導管定位進行精確控制,并對地板混凝土澆筑的質量進行加強,可適當增加鉤筋與上下層箍筋,這樣可以增強地板的抗裂縫以及承載能力。
連續鋼構橋合攏有著繁多的工序和復雜的工藝,其使施工的難度得到了增加,對合攏工藝的質量也有著較高的要求,因此在施工連續鋼構橋當中一定要控制好合攏段。
要從工程設計要求出發預先在最后一個懸臂節段前端埋置勁性骨架,要對梁體的最后懸臂節段施工撓度進行準確預估,并把預埋骨架給準確定位出來,這樣可以避免出現合攏骨架時存在焊接問題;對于配重的設置要依照設計所供給的最大極限配重并與具體情況相結合來對合攏配重的重量進行確定,這里需要注意的是在對稱時要均勻,以避免在澆筑混凝土當中出現合攏段兩端相對變位情況,要對成橋之后砼的徐變進行調整,在配重當中要防止出現扭轉以及沖擊梁體的情況。
若合攏的橋梁需要在高溫季節進行,要通過頂開法進行合攏,應用頂開法需要計算與設計不同因素綜合應力條件,如跨徑、環境、墩高以及溫度等,最終才能把頂開距離給確定下來。連續鋼構橋在頂開時只在中跨合攏時進行,這樣可以對高溫合攏的影響進行消除,以此使橋墩受力得到改善。在確定千斤頂的位置時要從懸臂梁實際受力情況出發進行,一般情況下在橋梁頂板上放置千斤頂,放置時要保持與橫橋向對稱,避免橫橋向彎矩。可以依照具體情況來確定頂開的控制,一般分為頂開力控制與頂開量控制,通常來說在考慮對后期砼的收縮角度以及使橋墩受力得到改善的基礎上運用頂開力控制,而在考慮對合攏溫度影響進行補償上,適合運用頂開量控制;在勁性骨架焊接上,要在合攏溫度下進行,通常來說最佳溫度為15°~20°,如果為高溫季節,在合攏鎖定時要在當日最低溫度下進行。
所謂張拉就是臨時束的張拉,合攏段頂處通常會設有臨時的預應力束,張拉要在合攏時進行并在合攏結束之后進行拆除。所謂澆筑就是合攏段砼的澆筑,在對合攏段混凝土進行澆筑時,要注重與等重量的配重進行同步釋放,同時要加強控制合攏段混凝土的振搗以及澆筑質量,并合理養護混凝土。
在進行高程線性監控當中,可通過卡爾曼濾波法、自適應控制法和人工網絡神經法來實施,其中比較容易理解與掌握的方法是自適應控制法,此方法在橋梁施工當中應用的比較廣泛。在箱梁高程監控中要做好自適應控制法就要做好以下三個方面:首先,要計算出箱梁理論標高,在控制標高當中,理論模型只要與實際相符合,就能夠把立模標高得出,以此在施工當中更加準確地進行立模標高放樣工作。其次,要測試箱梁撓度,要進行4次測量所有箱梁懸臂澆注節段,主要有張拉預應力筋前后、掛籃移動之后和澆筑完節段混凝土后,這樣可以對箱梁撓度進行有效控制。最后,要協調處理好箱梁實測數據、預測標高以及參數識別等工作,要對實測數據進行及時準確地處理,要復測那些認為有問題的數據,并在控制計算當中重新反饋,最終得出合理的結構內力以及變形值。為了防止溫度變化影響高程線性,在確立立模標高時要盡量在溫度比較穩定以及溫度有著較小的影響時進行。
要應力監控那些關鍵截面受力情況,當應力在一定范圍當中超出時要發出安全預警并利用相應處理措施來保證結構的安全性。要把現場的實測值對比理論計算值,并對設計參數進行適當調整以對計算模型進行修正,這樣可以更好的控制應力。為了避免溫度的影響,觀測的時間最好選在早晨進行,這樣可以使溫度引起的誤差得到最大限度減少。
做好連續鋼構橋的施工控制技術,既可以保持橋梁的穩定性,又能夠確保橋梁搭建的準確性,同時橋梁的外形更趨于合理與美觀,車輛在橋梁上行駛時舒適度更高。基于此,在連續鋼構橋施工當中,控制技術已經成為了非常重要的一部分。在我國經濟不斷提升的形勢下,人們對橋梁建設的要求也越來越高,怎樣把橋梁以往的低質量向高質量以及高堅固的方向進行優化,是相關人士共同面臨和解決的問題。
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1008-3383(2014)04-0122-01
2014-01-16