大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)淺談

摘要：近年來，隨著我國(guó)路橋事業(yè)的快速發(fā)展，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土在橋梁施工過程中開始普遍使用起來，施工技術(shù)也日趨成熟。但是其仍然存在工期過長(zhǎng)，過程比較復(fù)雜等技術(shù)控制困難，本文便對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)進(jìn)行了淺要的談?wù)摚云跒橐院蟮臉蛄航ㄖ聵I(yè)提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土；橋梁工程；施工控制技術(shù)

引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人民和社會(huì)對(duì)于建筑物的質(zhì)量和安全要求越來越高。而隨著交通流量和荷載等級(jí)的不斷加大，再加上周圍環(huán)境的影響，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全性能的威脅也越來越大。此外，還有在施工過程中，由于參數(shù)的選取、結(jié)構(gòu)的分析、材料的性能以及施工狀況的確定等諸多因素，使得大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)不能完全吻合，必然會(huì)引起結(jié)構(gòu)內(nèi)部復(fù)雜的內(nèi)力和位移的變化，從而影響了橋梁的施工質(zhì)量和使用安全。因此，在橋梁施工過程中，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工控制技術(shù)顯得尤為重要。

1.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制主要內(nèi)容

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制的主要內(nèi)容，主要包括橋梁的結(jié)構(gòu)變形有效控制、橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制以及橋梁的穩(wěn)定性控制。橋梁的結(jié)構(gòu)變形控制，主要是指在進(jìn)行大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工的過程中，要將橋梁的實(shí)際施工尺寸和設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行對(duì)比，將兩者的偏差情況進(jìn)行計(jì)算，最終通過一些有效的具體控制措施，將偏差控制在允許的范圍之內(nèi)。混凝土橋梁的允許偏差如表1所示：

橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制，是對(duì)橋梁的張拉和錨具等的質(zhì)量性質(zhì)進(jìn)行細(xì)致的核對(duì)，在這同時(shí)對(duì)千斤頂和壓力表等工具的性能進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制。并且，在整個(gè)應(yīng)力控制的過程中，在對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋做張拉處理之前，要對(duì)鋼筋伸長(zhǎng)值做細(xì)致的核對(duì)，之后才可以進(jìn)行實(shí)施。

橋梁的穩(wěn)定性控制，是利用對(duì)軸心受壓計(jì)算公式的計(jì)算，通過得出的結(jié)構(gòu)來衡量混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性系數(shù)，進(jìn)而對(duì)整個(gè)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的各個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性水平進(jìn)行控制，其主要控制對(duì)象是整體和一些局部的構(gòu)件。

2.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制影響因素

2.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

在進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的過程中，截面的參數(shù)誤差是不可避免的，而截面的尺寸誤差和截面的性能是直接相關(guān)的，直接影響到有限元模型建立的合理性，進(jìn)而影響施工分析結(jié)構(gòu)的精確度。而對(duì)于材料的參數(shù)，包括材料的彈性模量、熱膨脹系數(shù)和容量，以及混凝土的徐變和收縮等，也是一個(gè)重要的參數(shù)，其關(guān)系到預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在整個(gè)長(zhǎng)期受荷的狀況下的變形適應(yīng)能力。尤其是對(duì)于跨度很大的懸索橋和斜拉橋，彈性模量對(duì)于結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析結(jié)果有很大的影響。由于懸臂饒筑法是自架設(shè)施工法，因此施工臨時(shí)荷載對(duì)于結(jié)構(gòu)的受力和變形的影響是不可忽視的。而對(duì)于包括張拉設(shè)備、錨頭回縮、混凝土收縮徐變以及梁體彈性壓縮的預(yù)加壓力，也會(huì)造成張拉過程中的預(yù)應(yīng)力損失。預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所示。

表2 預(yù)應(yīng)力鋼筋設(shè)計(jì)參數(shù)

張拉控制應(yīng)力（MPa）1302極限強(qiáng)度（MPa）1860

摩阻系數(shù)0.15管道偏差系數(shù)0.0015

錨具變形（mm）6松弛系數(shù)0.025

彈性模量（MPa）195000

2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析模型

在進(jìn)行具體施工之前，對(duì)橋梁進(jìn)行有限元建模分析是整個(gè)施工控制的前提準(zhǔn)備工作。有限元模型是簡(jiǎn)化后的實(shí)橋模型，其計(jì)算模擬包括邊界條件處理和其他各種假設(shè)，由于實(shí)際的施工情況和結(jié)構(gòu)模型的環(huán)境條件不同，因此這種簡(jiǎn)化的計(jì)算模型和正式的實(shí)橋結(jié)構(gòu)一定存在相應(yīng)的差別。比如，溫度變化包括晝夜溫差、季節(jié)溫差和結(jié)構(gòu)上下部表面溫差等，對(duì)于橋梁的結(jié)構(gòu)變形和受力的影響很大，在進(jìn)行實(shí)際施工控制的時(shí)候，要充分考慮這方面的因素，必要的時(shí)候進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)研究分析，將模型的計(jì)算誤差降到最低。

2.3 施工管理

在進(jìn)行施工的整個(gè)過程中，施工質(zhì)量的好壞、進(jìn)度的快慢和施工安全等問題都會(huì)影響施工控制目的的實(shí)現(xiàn)。而在施工過程中也難免會(huì)出現(xiàn)氣候惡劣和材料短缺等因素構(gòu)成影響，這就會(huì)耽誤施工的正常運(yùn)行，尤其對(duì)于連續(xù)梁懸臂饒筑施工的影響尤為突出，其不僅會(huì)影響兩側(cè)主梁的同時(shí)施工，還會(huì)耽誤懸臂合龍的最佳時(shí)間，從而對(duì)結(jié)構(gòu)兩側(cè)的內(nèi)力和變形造成影響。施工控制工作的組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 施工控制工作的組織結(jié)構(gòu)

2.4 施工監(jiān)測(cè)

施工監(jiān)測(cè)主要包括結(jié)構(gòu)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)測(cè)，是橋梁施工控制最有效的手段，及時(shí)的對(duì)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤，并對(duì)其應(yīng)力和位移的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以確保施工的質(zhì)量。但是由于監(jiān)測(cè)測(cè)量?jī)x器的精度和測(cè)量人員的測(cè)量方面，以及環(huán)境變化的影響，監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)會(huì)存在一定的誤差，這種誤差的存在會(huì)影響我們對(duì)目前實(shí)際狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。

2.5 施工工藝

在進(jìn)行施工控制的整個(gè)過程中，要嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)提供出的施工工藝，對(duì)于施工中出現(xiàn)的困難及時(shí)采取相應(yīng)的施工方案來解決，并綜合考慮該方案對(duì)于結(jié)構(gòu)的影響，使得施工的整個(gè)過程始終處于安全控制當(dāng)中。

3.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)措施

3.1 從施工工藝方面進(jìn)行技術(shù)質(zhì)量控制

在施工工藝方面，結(jié)合橋梁工程施工的具體情況，首先選取最合理的施工團(tuán)隊(duì)，然后對(duì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合理的優(yōu)化，優(yōu)化后的團(tuán)隊(duì)再利用科學(xué)合理的意見對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，從而提高工作人員的工作效率，以確保橋梁工程能夠按時(shí)完成。此外，對(duì)于橋梁工程的費(fèi)用支出要開設(shè)專門的監(jiān)管部門，制定出嚴(yán)格的財(cái)務(wù)審查制度和相關(guān)的獎(jiǎng)罰措施，來加強(qiáng)對(duì)于橋梁工程費(fèi)用支出的監(jiān)管力度，避免貪污一類現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 從進(jìn)度方面進(jìn)行技術(shù)質(zhì)量控制

從進(jìn)度方面進(jìn)行控制，就要求橋梁工程的工作人員將質(zhì)量控制、進(jìn)度控制和成本控制這三個(gè)方面進(jìn)行正確的處理，這三者密切相關(guān)，并且互相影響。在具體的工作過程中，施工人員要確保每一個(gè)環(huán)節(jié)的橋梁工程的質(zhì)量，避免安全事故的發(fā)生，還有合理規(guī)劃好整個(gè)橋梁工程的施工進(jìn)度，來確保橋梁工程能夠按時(shí)保質(zhì)保量的完工。

3.3 從費(fèi)用方面進(jìn)行技術(shù)質(zhì)量控制

對(duì)于工程的直接費(fèi)用和間接費(fèi)用來對(duì)橋梁工程的質(zhì)量進(jìn)行控制，費(fèi)用包括材料費(fèi)、機(jī)械費(fèi)、人工費(fèi)以及其他費(fèi)用等。在進(jìn)行選取材料的過程中，工作人員要對(duì)材料費(fèi)進(jìn)行合理的技術(shù)控制，貨比三家，在確保其質(zhì)量合格和價(jià)格合理的前提下，還要考慮運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用，盡量就地取材，這樣既可以降低運(yùn)輸成本，還能夠避免材料在運(yùn)輸?shù)倪^程中遭到破壞。對(duì)于機(jī)械設(shè)備的使用，工作人員要結(jié)合具體的工作實(shí)情合理的安排使用機(jī)械設(shè)備，避免機(jī)械設(shè)備的閑置和濫用，定期對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修和保養(yǎng)，避免安全事故的發(fā)生。而對(duì)于人工費(fèi)的技術(shù)控制，工程管理人員要結(jié)合實(shí)際的情況，合理的安全工作人員，確保人數(shù)在滿足施工需求的前提下，科學(xué)合理的進(jìn)行統(tǒng)籌安排，避免人力資源的浪費(fèi)，從而來降低勞動(dòng)的成本。

3.4 從測(cè)量技術(shù)方面進(jìn)行技術(shù)質(zhì)量控制

對(duì)于測(cè)量技術(shù)，應(yīng)變測(cè)量是其中最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，它可以對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的受力進(jìn)行清晰的把握。因此，應(yīng)該在工程中通過大量的結(jié)構(gòu)測(cè)量，直接獲取施工過程中的具體變化數(shù)據(jù)，然后對(duì)應(yīng)力進(jìn)行合理的計(jì)算，進(jìn)而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)做出最為直觀的判斷。而通過大量的數(shù)據(jù)測(cè)量和收集，以及對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的科學(xué)分析，從而對(duì)施工拱度進(jìn)行清晰的評(píng)價(jià)，來為設(shè)計(jì)部門的設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的依據(jù)。在工程施工的各數(shù)據(jù)中探索出的普遍規(guī)律主要有，對(duì)于永久荷載，如混凝土的徐變和永久預(yù)應(yīng)力，其撓度逐漸在提高，所以預(yù)拱度不斷被抵消，橋梁預(yù)拱度正好和后續(xù)節(jié)段出現(xiàn)的位移之和相反，方向也相反；而對(duì)于臨時(shí)荷載，如模板、溫度變化和掛籃等，其撓度會(huì)隨著荷載的不斷卸載而不斷反彈。

4.結(jié)束語

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)性的工作，需要設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理等各個(gè)部門相互配合，共同努力，才能在保證橋梁工程的造價(jià)成本的前提下，達(dá)到所需的技術(shù)要求。橋梁是道路交通的重要組成部分，直接關(guān)系到人們的日常出行和人身安全。因此，為了保證人民的生活質(zhì)量和交通事業(yè)的全面發(fā)展，橋梁工程的工作人員一定要對(duì)施工控制技術(shù)進(jìn)行合理的把握，既要關(guān)注橋梁工程的質(zhì)量和安全性，也要保證造價(jià)成本的合理性。然而，橋梁工程的建設(shè)仍然是一個(gè)復(fù)雜并且困難的工作，因此，工作人員要不斷的提高自身的技術(shù)水平，來促進(jìn)橋梁工程和交通事業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝鐵山.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)[J].長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2006，（4）.

[2]王方輝.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2012.

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

[4]湯洪偉.分析大跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)[J].四川建材，2010，（23）.

[5]朱君，徐潘昕.分析大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)[J].中華民居（下旬刊），2013.

作者簡(jiǎn)介：

李華榮，女，1976年7月生，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師，主要從事施工管理方面的工作。