預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工技術(shù)研究

摘要：隨著橋梁建筑混凝土施工技術(shù)的逐漸成熟，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工迅速開展。在連續(xù)橋梁施工中，施工風(fēng)險(xiǎn)以及施工難度隨著橋梁的跨度增加而增加，在實(shí)際的橋梁施工中需要對(duì)其施工技術(shù)進(jìn)行合理嚴(yán)格管理。基于此，文章將對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工技術(shù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；混凝土；連續(xù)橋梁；施工技術(shù)；橋梁建筑；施工質(zhì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU74 文章編號(hào)：1009-2374（2016）22-0092-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.045

1 概述

在實(shí)際的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中，存在著很多影響因素，對(duì)其施工特點(diǎn)進(jìn)行分析，建筑橋梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)、施工工藝、施工管理、溫度變化等都對(duì)橋梁施工控制管理產(chǎn)生影響。為了在實(shí)際的橋梁施工中，提升施工質(zhì)量，對(duì)連續(xù)橋梁施工進(jìn)行綜合控制，需要在實(shí)際施工中對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控。其中主橋梁是主要的施工監(jiān)測對(duì)象，其次是合攏段的施工監(jiān)測，同時(shí)還需要對(duì)橋身的基礎(chǔ)沉降進(jìn)行分析。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工過程及特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁在實(shí)際施工中有很多不同的方式，常用的方法有支架現(xiàn)澆法、頂推法、大型浮吊施工和旋轉(zhuǎn)施工法以及懸臂拼裝法。在這些方式中，懸臂澆筑以及懸臂拼裝方式應(yīng)用最為廣泛。以懸臂施工法為例進(jìn)行分析，懸臂施工法是在已經(jīng)建成的橋墩基礎(chǔ)上，沿著橋的跨徑方向，逐段懸出橋臂進(jìn)行對(duì)稱性施工，但是要想采用該種施工方式的前提是，橋梁施工中的橋墩與橋梁要穩(wěn)固。隨著橋梁段的增加，也要逐漸增加懸臂長度，并在混凝土橋梁上施加預(yù)應(yīng)力。懸臂梁的施工特點(diǎn)比較突出：

第一，橋下不搭設(shè)支架。在大跨、通航、峽谷、高墩等環(huán)境條件下，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工，該方式是最優(yōu)之選。

第二，懸臂橋梁施工在施工工序上與其他方式相比，工序比較簡單，施工中需要的施工設(shè)備比較少。

第三，在多孔橋跨模式下能夠進(jìn)行平行作業(yè)并且施工速度快。

懸臂施工選擇兩個(gè)相鄰的橋墩，同時(shí)向兩側(cè)分段開展施工。將整底模及外模進(jìn)行調(diào)整，綁扎底板和腹板。安裝底板、縱向預(yù)應(yīng)力管道和縱向預(yù)應(yīng)力筋。滑移內(nèi)膜就位，安裝頂板縱橫預(yù)應(yīng)力管道，并灌注混凝土。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制的影響因素

3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工之前需要進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中需要根據(jù)現(xiàn)場情況制定橋梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)。這些結(jié)構(gòu)參數(shù)就是橋梁的基本資料，能夠準(zhǔn)確地反映出橋梁施工計(jì)劃。但是無論是哪種橋梁施工，其在設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)參數(shù)都難以與實(shí)際的橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)完全吻合，或多或少地存在一些誤差。這些不同程度的誤差將會(huì)是橋梁施工控制中的重點(diǎn)。在施工中允許存在著截面尺寸誤差，而這些誤差的出現(xiàn)將會(huì)嚴(yán)重影響驗(yàn)收規(guī)范、結(jié)構(gòu)內(nèi)力、橋梁變形等。同時(shí)還需要對(duì)材料彈性模量進(jìn)行分析，由于材料彈性模量的存在還會(huì)產(chǎn)生很多結(jié)構(gòu)變形，并對(duì)結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。

3.2 施工監(jiān)測

當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工進(jìn)展到一定程度時(shí)，需要對(duì)實(shí)際的施工進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測環(huán)節(jié)包含很多內(nèi)容，如需要溫度監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測以及變形監(jiān)測。這些監(jiān)測都是實(shí)際橋梁施工中的重點(diǎn)，但是這些監(jiān)測工作在實(shí)施中需要一些專業(yè)的測量儀表、數(shù)據(jù)采集以及環(huán)境條件分析。其測量結(jié)果中存在著一定的誤差，這些誤差的存在將本來比較好的施工狀態(tài)調(diào)整到差的狀態(tài)中，由此可見，施工監(jiān)測會(huì)對(duì)施工控制產(chǎn)生影響。

3.3 溫度變化

在橋梁進(jìn)行混凝土澆筑環(huán)節(jié)中，由于水泥的水化熱在混凝土內(nèi)部不能實(shí)現(xiàn)散熱，與外部形成溫度差，當(dāng)混凝土表面的塑料薄膜拆包之后，溫度差實(shí)現(xiàn)熱脹冷縮。在混凝土初期所形成的表面拉力有限，當(dāng)張力超出極限值時(shí)，混凝土表面出現(xiàn)裂縫。針對(duì)這樣的問題，需要施工人員將混凝土的入模溫度合理控制，做好混凝土分層澆筑，采取一定的養(yǎng)護(hù)措施來進(jìn)行溫度差控制。可見溫度變化將對(duì)橋梁施工控制產(chǎn)生一定的影響，在實(shí)際橋梁施工中應(yīng)該充分考慮該方面的因素，將提升橋梁的施工質(zhì)量。

4 連續(xù)橋梁施工內(nèi)容與懸臂拼裝梁段形態(tài)測控

4.1 施工控制內(nèi)容

在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工控制中，主要從兩方面進(jìn)行控制：第一，變形控制；第二，內(nèi)力控制。在變形控制中，主要面向的每一段箱梁制作，需要對(duì)箱梁的豎向和橫向進(jìn)行分析，由于施工應(yīng)力的原因，箱梁在豎向和橫向?qū)?huì)出現(xiàn)不同程度的偏移。當(dāng)這種偏移程度比較大時(shí)，將對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工帶來嚴(yán)重的影響。此時(shí)需要對(duì)偏移誤差進(jìn)行及時(shí)分析，并調(diào)整誤差。如果在該箱梁中的誤差難以實(shí)現(xiàn)調(diào)整，在下一節(jié)施工中將難以保障其精確度。在內(nèi)力控制中，需要對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁主梁截面應(yīng)力進(jìn)行控制，當(dāng)內(nèi)力過大時(shí)將會(huì)出現(xiàn)不安全的問題，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)出現(xiàn)工程毀壞。

在實(shí)際的施工控制中，雖然說以上兩種控制方式都比較重要，但是也依然存在著輕重，一般情況下，在橋梁施工中變性控制為主，再輔以內(nèi)力控制。采取這樣的控制原則，原因如下：第一，在橋梁上的某一截面上的某一點(diǎn)，進(jìn)行受力分析，屬于一種微觀的應(yīng)力分析。而在橋梁上的某一截面上進(jìn)行應(yīng)力撓度分析，該種方式屬于宏觀控制；第二，在量測手段的精度上進(jìn)行分析，撓度的量測要比應(yīng)變的量測更加容易實(shí)現(xiàn)預(yù)測效果。同時(shí)應(yīng)變量測受到外界的影響比較大，在測量儀器質(zhì)量等的相互影響下，使得測量結(jié)果存在著一定的偏差。

4.2 箱梁拼裝測量

在橋墩施工完成之后，開展箱梁的拼裝測量放置。在實(shí)際的施工中需要從以下兩方面入手：第一，箱梁標(biāo)號(hào)。當(dāng)選擇好需要放樣的箱梁之后，為了促進(jìn)施工順利將其安裝施工順序進(jìn)行標(biāo)號(hào)。例如對(duì)3#塊箱梁進(jìn)行放樣，測量工作人員需要對(duì)橋梁的臨時(shí)支座的標(biāo)高拓展處理，測量橋梁的永久性支座墊石標(biāo)高；第二，鑿除超出高度。當(dāng)與計(jì)劃的標(biāo)高相比，其高度超出額定高度時(shí)，施工人員需要將超出部分進(jìn)行鑿除。一方面避免為施工帶來不便，另一方面還能夠提升橋梁安全系數(shù)，鑿除之后不能直接進(jìn)行箱梁放樣，需要將其打磨平，然后進(jìn)行軸線放樣，將黑線彈放在墩頂。

4.3 對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁進(jìn)行拼裝檢測

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁進(jìn)行拼裝檢測中，在箱梁節(jié)段中的檢測比較關(guān)鍵。其檢測結(jié)果能夠直接應(yīng)用到控制成橋線性分析中來：第一，箱梁進(jìn)行拼裝好；第二，鋼筋的張拉，對(duì)橋梁箱梁應(yīng)力進(jìn)行控制；第三，采用極坐標(biāo)法，檢測控制節(jié)點(diǎn)的平面坐標(biāo)，并分析檢查節(jié)點(diǎn)是否滿足拼裝限差需求，當(dāng)限差較大時(shí)需要對(duì)橋梁線形進(jìn)行調(diào)整。

一般情況下的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁進(jìn)行拼裝檢測，采取的是對(duì)稱懸拼模式，左右兩側(cè)的箱梁，這樣的拼裝模式下會(huì)出現(xiàn)偏差，需要采用在邊角前方交會(huì)法進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。

5 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工監(jiān)控技術(shù)

5.1 變形監(jiān)測監(jiān)控

對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁進(jìn)行變形監(jiān)測監(jiān)控，主要面向的每一段箱梁制作，需要對(duì)箱梁的豎向和橫向進(jìn)行分析。當(dāng)箱梁在豎向和橫向出現(xiàn)不同程度的偏移時(shí)，并且這種偏移程度比較大時(shí)，將對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工帶來嚴(yán)重的影響。此時(shí)就需要對(duì)偏移誤差進(jìn)行及時(shí)分析，并調(diào)整誤差。在變形監(jiān)測中，需要根據(jù)工程設(shè)定變形容許限值，當(dāng)變形檢測中的數(shù)據(jù)在該限值中，則不需要進(jìn)行變形監(jiān)測，但是如果變形檢測中數(shù)據(jù)在該限值之外，那么需要對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁進(jìn)行下一步的施工監(jiān)測。復(fù)核施工單位在橋梁監(jiān)測部位設(shè)置坐標(biāo)網(wǎng)，建立永久基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)箱梁階段的施工以及預(yù)埋測點(diǎn)進(jìn)行分析。施工人員需要在施工技術(shù)要求以及施工規(guī)范下進(jìn)行施工監(jiān)測。在對(duì)所采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與預(yù)測之后，當(dāng)數(shù)據(jù)誤差比較小，施工技術(shù)合格，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁成橋。

在對(duì)變形測點(diǎn)進(jìn)行布置時(shí)，在每階段箱梁懸臂端、跨中截面等處設(shè)置3個(gè)變形測點(diǎn)。在進(jìn)行箱梁撓度變形檢測環(huán)節(jié)中，同時(shí)還能夠進(jìn)行扭轉(zhuǎn)變形監(jiān)測。

5.2 線性監(jiān)測監(jiān)控

線性監(jiān)測主要應(yīng)用到懸臂橋梁施工中，在實(shí)際施工中，對(duì)橋梁主體的線形產(chǎn)生直接影響的因素主要有四方面：橋面系的荷載、預(yù)應(yīng)力張拉、橋梁自重和掛籃自重、混凝土收縮和徐變。為了保障橋梁體在安裝時(shí)的線形與所設(shè)計(jì)的線形之間相吻合，監(jiān)測單位進(jìn)行了如下工作：第一，對(duì)梁體預(yù)抬高量進(jìn)行分析，并提供單位參考；第二，在精密儀器的支持下，對(duì)梁體線性進(jìn)行嚴(yán)格控制。在對(duì)線形進(jìn)行測點(diǎn)布置環(huán)節(jié)中，用水準(zhǔn)儀對(duì)準(zhǔn)箱梁頂面、底面標(biāo)高，然后再進(jìn)行觀測，在仔細(xì)觀測中能夠獲得橋面的線形。同時(shí)在每一個(gè)箱梁拼裝完成以后，需要對(duì)箱梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力特殊處理，以張拉處理的方式來測定其拼裝的效果，還能夠達(dá)到鞏固箱梁的效果。

在以上步驟完成后，施工人員要對(duì)箱梁上的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行安全監(jiān)測。每一個(gè)箱梁上安置6個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，對(duì)這些節(jié)點(diǎn)同時(shí)檢測。在實(shí)際的檢測中，主要觀察這些節(jié)點(diǎn)是否在一個(gè)水平面上，確保箱梁的線性水平，并將這些節(jié)點(diǎn)水平參數(shù)與橋梁的標(biāo)準(zhǔn)水平程度相比。當(dāng)節(jié)點(diǎn)水平程度比較高，則進(jìn)行下一步工序，當(dāng)這些節(jié)點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)水平程度存在著較大的誤差，此時(shí)要加入墊片，墊片在實(shí)際的橋梁施工中比較常見，能夠有效避免控制節(jié)點(diǎn)不在一個(gè)水平面上，而對(duì)墊片的選擇選用環(huán)氧樹脂墊片為宜。

6 結(jié)語

綜上所述，在本文中，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁施工進(jìn)行分析。首先對(duì)其施工過程以及特點(diǎn)進(jìn)行介紹，研究施工控制的影響因素，主要包含結(jié)構(gòu)參數(shù)、溫度變化以及施工監(jiān)測幾方面，在實(shí)際施工中，要想提升其質(zhì)量，需要將影響施工質(zhì)量的因素排除；其次對(duì)連續(xù)橋梁施工內(nèi)容與懸臂拼裝梁段形態(tài)測控分析，通過箱梁拼裝、節(jié)段拼裝監(jiān)測等，實(shí)現(xiàn)箱梁形態(tài)測控；最后對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工進(jìn)行變形監(jiān)控。

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作者簡介：趙東海（1971-），男，青海人，中國水利水電第四工程局有限公司南方工程公司工程師，研究方向：高速公路拓寬路基病害與防治、市政道路軟基處理及房建施工技術(shù)。

（責(zé)任編輯：王 波）