懸臂澆筑橋梁應力應變的系統控制分析

■張小清

(福建君達建設有限公司，漳州　363000）

懸臂澆筑橋梁應力應變的系統控制分析

■張小清

(福建君達建設有限公司，漳州363000）

在懸臂澆筑橋梁施工中，必須要對其應力應變實施系統控制，以此顯著提高懸臂澆筑橋梁施工質量。本文以某立交橋跨橋建設施工為例，在對橋梁結構系統分析及參數識別基礎上，重點分析懸臂澆筑橋梁應力應變的系統控制策略。

預應力混凝土橋梁懸臂澆筑施工工藝

伴隨著近年來我國大跨度橋梁建設的不斷增加，其運載量的提升，給建筑施工帶來巨大挑戰。其中T型鋼結構，以及連續性橋梁建設等，都需要結合實際的施工程序以及施工方法進行力矩承載能力上的計算，以保證預應力能夠滿足實際的生產需求。在這一類的信息建設過程中，為提高橋梁的跨越承載能力，其懸臂的預應力要求，就必須滿足現代橋梁施工的實際施工需求。下面針對橋梁建設中的混凝土橋梁懸臂澆筑的施工方法以及注意事項進行簡要分析。

1　橋梁結構的系統分析、參數識別和修正

從現代橋梁應用情況來看，在預應力的選擇使用上，應當結合實際需求進行全面監管，而具體的信息監控管理體制，則分為以下幾個步驟。

1.1橋梁結構的系統分析

通過結構運算計算系統來進行有限元分析，通過正反向分析，并結合實際的施工手段，進行相互之間的信息分析，并通過計算來確定橋梁施工過程的每一個階段，都能夠滿足實際的施工需求。而對于最終信息的承受形態設計，也可以根據實際的仿真計算，完成對混凝土的收縮效應調控，根據實際的使用規范，完成對不同環境的有效施工調控。對于形態的實際分析，應當在混凝土澆筑結束后的3年進行初步信息的有效分析，并結合分析結果來完成對分段計算體系的有效信息確定［1］。

1.2參數的識別與修正

按照現有的適應理論機制進行分析，在施工的實際檢測中，自身信息的標高理論在計算的數值上，會出現一定的信息不符情況，這對誤差形式的應用差距，都會產生較大的影響，從數值的選取以及算法應用等方面，都會產生較大的模型參數問題。因此需要進行數值上的修正調整，從而保證在模型的運算中，能夠得到有效的信息調整。在預應力的計算過程中，施工階段的應力計算，應滿足公式Ps=-（σPsWs）/L和Px=（σPxWx）/L，其中的的W表示的是橋梁截面的頂底板的界面模量，L表示塊件重心到截面的距離，而σ表示外應力情況，正為壓力，負則為拉力。在實際的應用計算上，P=（Ps+Px）/2。在進行運算的過程中，還應考慮到有效與無效的預加力作用，使用公式Fys=σys/（1/A+e/Ws）以及Fyx=σyx/（1/A-e/Wx），其中W表示的截面的模量，而e則為預應力的的筋型心距截面距離。實際預應力計算為Fy=（Fyx+Fys）/2。在進行混凝土的物理參數計算中，對于高標號的混凝土彈性模量增長情況分析中，可根據實際的箱梁塊件的周期施工時長來確定其使用的規模。而對于混凝土的徐變系數分析，也應當根據現場的使用環境進行混凝土收縮試驗進行徐變信息上的有效控制，并結合實際的觀測數值完成對平滑性能上的確定。

1.3預拱度信息的確定

在施工過程中，應根據施工的標高來進行預拱度信息上的確定，并分析其實際的使用規范，進行施工段標高上的信息確定，分析其實際的使用標高情況，并完成對標高信息的有效分析。

2　基于主梁應力應變的調整對策

在了解預應力的作用后，需要分析其產生這些情況的因素，并通過整體結構上的有效調整，從而完成對斷面以及控制面板上的選擇。

2.1完成對控制斷面的選擇，并通過測試完成對質量上的檢測

在進行主梁的應用設計中，為滿足使用的結構需求，就需要按照靜定結構進行控制形式上的有效調控，并根據根部的不同結構階段進行斷面信息上的預埋處理，保證傳感元器件，能夠有效的檢測出數據，并分析傳感器的實際應用規范，結合混凝土的應用標準，來完成軸向的作用力，根據自動頻率實現對發生變化信息上的測試傳感應用，從而完成內側拉力值上的同位信息處理［2］。

2.2應變測量值的修正問題，需要根據實際的施工需求進行檢測傳感裝置的埋置進行對比

檢測過程中，應根據周邊的混凝土變形情況確定多種形態上的變形，并分析傳感裝置上度數的準確性，分析不同環境下的鋼筋混凝土應變關系，分析實際的檢測承受力，根據單軸信息確定對整體信息上的有機調整。結合應力的混凝土構件進行定時測定［3］。其應變值的計算方法為：ε（t）=εi（t）+εc（t）+εx（t）+εs（t）+εt（t）+εv（t），其中的εi（t）表示的是加載瞬間的時間應變作用，εc（t）表示的則是時刻徐變應變情況，而εs（t）則表示的為收縮應變情況，εt（t）則表示的溫度應變情況，εv（t）表示的則是構件的體積幾何尺寸，從形變的形態出發，完成對應變數值上的合理分析，從而實現對信息上的整體檢測。

3　某立交橋跨橋建設施工實例

以某立交橋的跨橋建設作為本文的研究分析對象，根據兩端的開口情況，以及橋面的凈寬確定最終的預應力連接設計。本文橋梁結構為工字型疊合結構，如圖1所示。

在設計過程中，分析主梁的單箱單室大懸臂截面連接結構，從而實現對邊跨梁信息的有效提高。其主要的節段過程則以以下的主要流程（圖2）來實現對整體信息結構的有效建設。

針對四個受力階段的應用形式，可根據不同施工階段進行運營形式上的調整，并分析其荷載的邊界條件，通過圖式計算，完成對模型形態上的準確定位。在進行工作結構形態上的應用方面，根據實際的傳感器應用理念進行綜合分析，可根據橋體的實際應力監控情況，完成對應變信息上的多因素分析，并以此完成對材料特性上的全面掌控。結合實際的生產需求，完成對不同環境條件的合理分析應用。安裝豎向預應力筋時，橫向與縱向的偏差應控制在3mm之內，中線與橋梁中線的偏差控制在5mm之內，盡可能使兩者重合，以保證掛籃軌道安裝位置準確。為了降低塑性變形對橋梁施工質量的影響，應采取一定的消除措施。在組拼后，在加載預壓中所采用的方法為砂袋模擬梁重堆砌法，對0.25、0.5、0.75、1.0和1.2五個等級之下的彈性變形實施實際測量，并且對每一個等級加載后支架的塑性變形值和彈性變形值測量。具體施工技術如下所示：

3.1懸臂澆注分段

在實施懸臂澆筑的時候，如果想要和梁截面高度變化相適應的話，可將中心墩柱兩側兩跨進行分段澆注，這既便于混凝土澆注承重，有利于掛籃的延伸。

3.2施工關鍵技術

3.2.1防風、防高溫

在澆筑的過程中，要采用一些防風、防沙、保溫的措施，降低氣候對澆筑材料澆筑質量的影響。也可以邊澆筑邊進行保溫處理，出現惡劣天氣的時候，加蓋保溫棚能減少澆筑材料因為高溫、大風所產生的收縮裂紋，并減少沙土對澆筑材料的侵蝕及保證澆筑材料在低溫天氣里不受凍［4-5］。

3.2.2澆筑工藝的選擇

在實施澆筑之前，應選擇那些在失水后能與橋梁變形協調、具有可灌性、固結后收縮小或不收縮的澆筑材料，然后確定合適的澆筑深度。根據澆筑的位置、深度、寬度、走向來確定澆筑材料的配合比。在漿液中加入一定的水泥，不僅能減少體積收縮，還能縮短漿液的凝固時間，提升固結合的強度，不過應對水泥的含量進行嚴格控制，以免固結無法適應橋梁的繼續變形。在實際的施工中，水泥與固定顆粒的重量比為15：100時，漿液的應用效果最佳。注重水泥的選擇，首先要確保水泥必須要具有一定的強度和流變性，其次也必須要確保能夠和當前應用廣泛的高效減水劑具有良好的適應性，以能夠對坍落度損失實施良好的控制。普通水泥和硅酸鹽水泥的強度等級完全是可以滿足高強性能澆筑料配制的需要，最常使用的42.5強度等級以上的水泥?？傊?，選擇澆筑料水泥時，要綜合考慮水泥的各項性能和水泥的成本，很重要的一點是要選擇流變性好、早期反應性能低的水泥［6-7］。澆筑壓力的控制也非常關鍵，對于淺層裂縫，可不施加額外的壓力，讓漿液在重力的作用下自行流入裂縫；對于深層裂縫，可施加額外的壓力，不過壓力應有所控制，以免壓力過大導致新的裂縫。

3.2.3外加劑的施工技術

外加劑能改善澆筑材料的性能。目前市場上的外加劑有多種，如早強劑、緩凝劑、防水劑、減水劑、TKC-I型外加劑等。以TKC-I型外加劑為例，首先應確定外加劑沒有過期，以保證外加劑的質量。在澆筑材料達到初凝狀態時，打開TKC-I型澆筑材料外加劑的包裝桶，將外加劑緩緩地倒入準備好的噴霧器中，然后進行第一次噴灑，并保證TKC-I型澆筑材料外加劑的量不能超過噴霧器容積的2/3。在對澆筑材料噴灑外加劑時，噴頭與澆筑材料相距20cm為宜，噴灑時要控制速度，按照既定的順序進行噴灑，盡量保證外加劑全面、均勻地覆蓋在澆筑材料上，對于碰灑不均勻的地方，可以人工使用滾刷抹均勻，然后等待第一噴灑成膜。大約半個小時候，再進行第二次碰灑，兩次的噴灑風向保證垂直，以使得外加劑能完全覆蓋澆筑材料［8-9］。在第二次噴灑完成后，再在澆筑材料上面覆蓋一層防滲土工膜，進一步增強的保濕能力。

3.3效果評價

在本次研究中，主要介紹了懸臂澆筑橋梁應力應變的系統控制策略。其中通過實例分析在某公路橋梁施工中，通過精心組織，并抓好過程控制順利完成全橋的縱向合攏施工，整個合攏段的平均高差控制在8mm左右，最大高差為1.8cm，完全能夠滿足3cm要求，取得良好效益。

4　結語

本文結合實例對橋梁支座荷載-變形曲線及破壞圖分析，提出橋梁結構的系統組成及具體的變形控制策略及參數、預拱度信息確定方案，針對主梁應力應變中的影響因素，則提出相應的調整對策。并在文章最后結合立交橋建設施工實例，對不同受力階段的應用形式分析，測量每一個等級加載后支架的塑性變形值和彈性變形值，提出具體的施工技術，為橋梁制作荷載-變形調整對策及施工方案提供了相應的參考意見。

［1］代敬輝.大跨度預應力斜拉桁架剛構橋懸臂澆筑施工技術［J］.鐵道標準設計，2010（12）：50-53.

［2］陳成.預應力混凝土橋梁懸臂澆筑的施工控制［J］.城市建設理論研究（電子版），2014（5）.

［3］李學兵.淺談橋梁掛籃懸臂澆筑法施工技術［J］.城市建設理論研究（電子版），2013（15）.

［4］古金軍.大跨度預應力連續剛構箱梁懸臂澆筑施工過程節段養護工藝研究［D］.重慶交通大學，2013.

［5］白旭光.連續梁橋懸臂澆筑施工關鍵技術與控制技術研究［D］.長安大學，2013.

［6］陳成.預應力混凝土橋梁懸臂澆筑的施工控制［J］.城市建設理論研究（電子版），2014（5）.

［7］李勇軍.淺析懸臂灌澆筑法在混凝土連續梁橋施工中的應用［J］.價值工程，2010，29（12）：105-105.

［8］吳小冬.大跨徑懸臂梁澆筑施工中的安全度及變形控制技術問題［J］.城市建設理論研究，2014（12）.

［9］倪良松.大跨度預應力混凝土橋梁懸臂節段箱梁掛籃施工技術［J］.公路，2009（8）：236-241.