摘要:社會經濟的快速發展也帶動了橋梁建設的發展。在現代橋梁建設中,為保證施工的整體質量,進行施工控制成為整個工程中不可或缺的重要環節,而基于施工控制的施工技術也成為橋梁建設中的重要組成部分。文章結合橋梁施工建設的相關經驗,探討了基于橋梁施工控制的施工技術相關問題。
關鍵詞:施工控制;橋梁施工技術;橋梁建設;城市交通;橋梁結構 文獻標識碼:A
中圖分類號:U445 文章編號:1009-2374(2015)02-0118-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0156
橋梁工程自19世紀中期發展而來,到20世紀中期發展成為當代橋梁,當代橋梁主要為城市交通道路以及公路而服務。在橋梁工程建設中,施工控制是其重要組成部分。由于在實際的橋梁施工過程中,受多種因素的影響,包括很多不可預知的因素,施工往往達不到既定的目標狀態,難免出現各種誤差現象,施工控制由此產生。所謂施工控制就是通過采取各種手段,并以施工安全為前提,確保橋梁的受力狀態、線形等符合相關設計要求的工作。具體而言,就是對橋梁施工過程中可能存在的誤差進行識別、分析,然后以設計標準和要求為準,進行模型修正,以對將建的橋梁結構作出正確的
預測。
1 橋梁施工控制的目的、影響因素和方法
1.1 目的
橋梁施工控制的內容主要是內力監控和變形監控。內力監控就是對橋梁主梁施工過程和橋梁建成后的應力(主要是合攏時間)進行控制,避免施工過程中出現主梁破壞現象,并保證成橋后的應力在標準范圍內。變形監控即對每一節段箱梁的橫向偏移和豎向撓度進行嚴格把控,并對偏差問題進行分析,并以此進行調整,以盡量減少偏差的手段。通過以上對橋梁施工控制內容的分析,總結橋梁施工控制的目的,主要是在保證施工安全的基礎上,采取計算、現場監測、模型修正、識別參數等多種手段,保證橋梁的受力狀態以及成橋后的線形均符合標準設計要求。
1.2 影響因素
在實際的施工中,與設計達到一致效果被視為理想狀態,但一般很難真正實現,施工控制只能盡量減少與理想狀態效果的差距。總結影響橋梁施工控制的因素主要包括結構參數、施工過程、溫度變化等。
(1)結構參數:在所有施工過程中,難免出現截面尺寸誤差現象,如果超出驗收允許范圍內的誤差,就會致使橋梁結構出現變形現象。因此,結構參數應作為橋梁施工控制的重要考慮因素。
(2)施工過程:施工過程包括施工人員的技能水平、態度等,都在一定程度上決定目標能否實現。例如,在安裝和制作構件時,由于技術水平有限或施工人員大意造成較大的偏差,就會影響后續的施工質量。又如,對于一些混凝土材料,實際材料內容與設計值有很大偏差,易引起結構變形等。因此,需要對施工過程進行嚴格的控制。
(3)溫度變化:溫度變化如季節性溫差、溫度驟變、晝夜溫差等,都可能會對結構變形產生一定的影響;而且溫度因素是難以預料和控制的,在具體的施工控制中難以把控,只能計算溫度效應進行結構應力
控制。
1.3 方法
在實際的橋梁施工過程中,很難按照設定的施工標高進行,往往存在一些誤差現象。基于施工控制的施工技術只能通過對各種誤差的識別、分析,然后采取適當的調整措施,盡量減少誤差現象和縮小偏差。目前比較常見的施工控制方法主要有以下三種:
(1)預測控制法:就是對可能影響橋梁施工質量的各種因素進行綜合考慮,預測每一個施工步驟,使之后的施工步驟均能按照預測狀態進行的一種控制方法。這種施工控制方法適用于所有橋梁的施工控制,尤其是對于那些已成結構狀態后就不能進行調整的橋梁施工更有必要采用此法。
(2)自適應控制法:這一方法適用于那些具有不確定性系統的對象。在面對各種不確定性客觀因素時,自適應控制系統能通過測量系統掌握和了解性能參數和輸入輸出狀態,然后依照一定的設計方式采取措施對控制器的控制作用或者參數、結構進行更新,以期達到最佳控制效果的一種方法。
(3)線形回歸分析法:該方法能對懸臂的重量、長度、箱梁撓度的一元或二元線性回歸進行處理,然后建立起一個撓度線形回歸模型,能模擬測算橋梁的撓度,也可分析梁撓度變形規律。但較以上兩種方法而言,線形回歸分析法的應用范圍相對較小,主要是其不能修正施工或者溫度所引發的誤差問題。除此之外,該方法有效實施的前提是必須要有規律的數據做基礎,因此,在梁段數較少的情況下,很難保證回歸曲線的精準度。
2 基于施工控制的橋梁施工技術控制對策
通過對橋梁施工控制影響因素的分析,可知要做好橋梁的施工控制工作,應把控好以下施工要點:
2.1 結構參數控制方面
結構參數是施工控制的重要內容,其準確程度對最終結果的確切程度有直接的影響作用。保證結構參數的準確性,盡量控制在誤差范圍內是必須解決的問題,因此,應引起足夠重視。結構參數問題主要包括三方面的內容:材料彈性模量、結構截面尺寸、動態取值和誤差分析。在具體的施工中,為更好地識別不同集料、鋼筋對工程的影響程度,可采取隨機抽樣的辦法進行調查驗證,然后與同類型橋梁進行取值類比分析。結構構件截面尺寸誤差對結構變形和內力等分析結果產生直接影響作用,為此控制誤差,可進行實測數據的方法對結構尺寸取值作動態修正,然后以此進行誤差分析。而材料彈性模量也是影響結構變形的重要因素,尤其對超靜定結構的分析結果有很大影響。但通常情況下,施工成品構件中的彈性模量總會與設計值有出入,因此,只能在控制過程中注意合理估計誤差的取值范圍。
2.2 施工過程控制方面
2.2.1 施工過程的監測。對于施工各個階段中的結構變形、內力的可能預計值都是能夠進行預測的,通過對橋梁施工過程的有效監測,能及時發現誤差,并及時采取相應的解決對策,避免造成大的事故,消除安全隱患。因此,對于整個施工過程的監測是橋梁建設安全和質量的重要保障。在具體的監測過程中,所監測的內容應主要圍繞測量工作展開,包括測量設備的選擇、測量方法的掌握程度、測量儀器的安裝、數據采集的環境情況等進行監測,嚴格控制誤差現象。
2.2.2 施工過程的質量控制。施工過程的質量控制主要包括對施工材料的質量控制、施工工序的把控以及對施工人員的管理控制。
(1)施工材料的質量控制:橋梁施工材料的優劣直接影響工程的整體質量,換言之,施工材料是施工質量的基礎。因此,應重視施工材料的質量控制問題。在材料的選擇、配置和使用方面應進行嚴格把控,同時嚴格控制材料的進場流程,避免材料在流程中出現質量問題。另外,也可對施工材料進行抽樣檢測,保證施工材料的質量。
(2)施工工序的把控:要求嚴格按照標準工序和設計方案施工,防止由于施工工序不合理或疏漏而引起的質量問題。
(3)施工人員的管理控制:施工人員的技能水平、態度等是影響施工質量的重要因素,因此對施工人員進行嚴格管理控制工作至關重要。應健全管理制度,明確規定施工的標準和要求,并將施工責任明確到個人,同時建立相應的獎懲機制,激發人員的工作熱情。此外,對施工人員應加強技能培訓和教育,提高人員的實際操作技能水平、專業知識及質量和安全意識。
3 結語
總之,橋梁施工過程中施工控制是其重要的組成部分,也是橋梁質量、安全的重要保證,因此,應十分重視基于施工控制的橋梁施工技術問題。
參考文獻
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作者簡介:李高峰(1976-),男,湖北宜城人,湖北省宜城市公路管理局工程師,研究方向:路橋建設與養護。
(責任編輯:陳 倩)