大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術研究

祁潤平

（中鐵一局集團橋梁工程有限公司，重慶　401121）

大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術研究

祁潤平

（中鐵一局集團橋梁工程有限公司，重慶401121）

本文在對大跨度預應力混凝土橋梁施工控制內容進行歸納總結的基礎上，結合實際案例對其應用的重要性，在應用過程中需要注意的事項以及施工各階段應用過程中的要點進行探討，以供參考。

大跨度預應力；混凝土橋梁；施工控制

橋梁結構施工控制主要針對橋梁結構的變形、應力和穩定三方面進行，我國雖然在上個世紀中期已經認識到施工過程中結構內力和變形調控的重要性，例如武漢長江大橋施工過程中的應力、標高調整操作，但在大跨度預應力混凝土橋梁施工控制方面的研究相對西方國家較晚，所以現階段針對大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術展開研究是橋梁施工水平深化的必然選擇。

1　大跨度預應力混凝土橋梁施工控制內容

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

1.2應力控制，現階段橋梁應力控制技術主要有兩種途徑，一種是由專業人員對壓力表、千斤頂等設備進行質量、精度等方面的控制，常規壓力表的精度要在1.5級以上；一種是對鋼材的伸長數值進行控制，保證橋梁結構整體應力滿足預期要求［2］。

1.3穩定控制，其主要是對橋梁各構件和整體的穩定性進行控制，以此保證橋梁結構在應用過程中的安全性，現階段軸心壓公式是計算橋梁結構穩定性的有效途徑［3］。

2　大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術的重要性及注意事項分析

某大橋位于市區與一公路之間，在區域重要的交通路段，眾多國家投資的大型或特大型項目需要利用此橋梁結構，而且在能源外運方面此橋梁結構也發揮著重要的作用，為保證此橋梁的整體質量，使其安全使用，在施工過程中嘗試將大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術應用到施工過程中。實踐證明，通過加強該項目施工過程的控制，使復雜的大跨度預應力混凝土橋梁施工各環節的質量更有保證；而且橋梁結構的安全狀況在施工過程中可以準確把握，發現問題時可以結合橋梁工程的設計方案進行及時的解決，使橋梁結構的穩定性、可靠性以及投入使用后行車的安全性都更加有保證。

但在應用該技術的過程中也存在諸多需要注意的問題，如在參數結構方面的構件截面尺寸、材料重量、混凝土收縮、預應力參數等，當參數存在問題的情況下，不僅控制技術的效果難以顯現，而且會增加施工的風險，例如案例橋梁結構的主橋跨徑為80+145+80m，單幅箱梁頂面和底面的全寬分別為11.75m和5.75m，支點梁和跨中梁的高度分別為8m和3m，鋼筋混凝土實體墩的主墩厚度為5m，最大墩高為20.68m等，任何參數存在問題，都會使案例橋梁的整體性能受到影響［4］。另外，溫度變化也會對控制技術的應用效果構成影響，施工環境溫度變化會導致結構受力變形，實踐證明橋梁結構變形和溫差變化之間呈現出較明顯的正相關性，為對施工溫度進行較長時間的把控，通常選擇溫度變化幅度相對較小的完成溫度測量，并結合橋梁結構的殘余溫度以及季節性溫差等因素綜合衡量，案例橋梁工程選擇4月份進行，就是在綜合衡量相關溫度數據和施工技術后確定的相對較理想的施工時間［5］。除此之外，在施工監測的過程中由于施工技術復雜，受儀器精度、安裝程度以及檢測人員專業性等因素的影響，必然會存在一定的誤差，當監測誤差超過合理范圍時，也會對該控制技術的應用效果構成影響，例如案例橋梁工程在設計中洪水頻率為1/300，流量為6670m/s，當監測的數據與此標準存在較大不符，而自身又存在較大誤差的情況下，將無法為大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術的應用提供數據支持［6］。

3　施工各階段應用大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術的要點

3.1大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術在施工準備階段應用的要點

3.1.1準確把握橋梁工程結構

現階段橋梁施工控制中工程結構的準確把握主要應用正裝分析法、無應力狀態法和倒裝分析法，前者試圖按照橋梁整體結構的加載順序和在加載過程中橋梁結構的變形程度，分析對橋梁受力情況并結合施工內力與位移的計算結果進行針對性的控制；后者采用與前者完全相反的順序進行判斷，結合橋梁理性承載狀態，利用逆計算對橋梁結構進行把握；而無應力狀態是在構件、無應力長度、曲率等方面都處于原始狀態的前提下，結合橋梁結構在安裝過程中的中間和終結狀態對橋梁結構進行把握的方法［7］。具體選擇應用要結合實際情況，例如案例工程在對施工控制結構進行計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上完成結構計算，以此保證案例工程中復雜的結構形式和邊界條件、荷載狀況等都可以得到有效的處理，為保證計算結果的準確性，案例工程將GQJS和MIDAS/Civil等計算軟件應用到合攏方案分析計算、結構變形分析、結構預拱度計算、控制界面結構應變應力內力計算等各方面，保證計算結果的有效性。

3.1.2合理應用線性控制技術

此項技術是在對橋梁整體結構進行全面分析的基礎上，進行科學全面的橋梁設計，為橋梁施工過程中控制技術的應用提供依據的有效途徑，橋梁的預拱度是此項技術應用的主要依據，其對橋梁的主跨與邊跨的合攏程度具有重要的影響，甚至對預應力的分布情況也會產生直接的作用，所以橋梁拱度控制需要受到橋梁設計和施工人員的高度重視，利用此項技術可對橋梁拱度的具體數值以及施工精度等準確的掌握，是我國橋梁建筑整體性能發揮的重要保證。例如案例工程在設計過程設計了兩種合攏方案，一種是邊跨合攏，體系轉換，合攏中跨；一種是邊跨合攏，體系不轉換，合攏中跨，為選擇最優方案，利用線性控制技術對其進行分別計算，通過計算發現第一種方案在邊跨合攏底板位置體系轉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生2.75cm的變化，所以選擇第一種方案。

3.1.3科學確定橋梁形狀

現階段雖然T型和槽型橋梁截面形式在我國橋梁建筑中較為常見，但為保證橋梁承載性能，大跨度預應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提升橋梁承載性能意義突出，而且在縮減施工難度的同時，自重較輕，符合現代橋梁工程結構的發展趨勢，大跨度預應力混凝土橋梁的結構決定，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應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的針對箱梁撓度進行跟蹤觀測、對箱梁立模標高進行隨機抽查、對箱梁頂面高程進行測量等，以此保證所選用的截面形狀能夠真正滿足大跨度預應力混凝土橋梁的要求。

3.2大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術在施工階段應用的要點

施工階段的控制技術主要針對施工人員、施工材料質量和施工工序三方面進行。

3.2.1施工人員方面

首先必須結合施工人員施工現場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管理，在責任落實的同時，保證施工規范和標準的層層劃分和實現；

其次，結合崗位說明和施工技術要求等，建立與員工薪酬和職業規劃掛鉤的獎懲機制，以此提升施工人員的工作積極性，加強施工現場員工之間的監督；

再次，落實員工職業技能培訓機制，通過提升現場施工人員的技能，提升大跨度預應力混凝土橋梁的整體質量。

3.2.2施工材料質量方面

為杜絕施工材料質量不達標、技術不合格、養護不到位等問題導致橋梁工程整體質量存在隱患的情況發生，案例橋梁工程施工企業在施工的過程中對材料選購人員的各項工作進行了明確的說明，并將其工作質量與薪酬福利掛鉤，以此提升其安全責任意識，保證材料選擇過程貫徹優質安全意識，而且定期組織專業技術人員對施工材料質量進行隨機抽查，以此杜絕不合格材料在施工過程中被應用。

3.2.3在施工工序方面

要保證各施工工序嚴格按照設計方案和標準落實，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雜度較高，施工人員可能會對張拉力標準進行隨意的改變，影響橋梁結構整體的質量，所以針對此工序進行了專項控制，結合有效的培訓，使施工人員在認識到筋骨架張拉操作重要性的同時，規范操作，施工質量得到保證。

4　結語

通過上述分析可以發現，大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術對提升橋梁質量，改善人們生活水平等方面具有重要的作用，為保證此技術作用的正常發揮，在施工的過程中應有意識的對影響因素進行控制，對技術要點進行準備把握。

［1］李文江.大跨度預應力混凝土連續梁橋施工控制［D］.大連：大連理工大學，2013.

［2］李東明.大跨度預應力混凝土連續剛構橋施工仿真與施工控制分析［D］.成都：西南交通大學，2014.

［3］向木生，張世飆，張開銀，沈典棟，沈成武.大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術［J］.中國公路學報，2012，04：41-45.

U445.4

文章編號：1003-5168（2015）-12-0139-2