預應力混凝土連續(xù)剛構橋施工監(jiān)測與仿真分析

程紅運

摘 要：懸臂施工法作為預應力混凝土連續(xù)剛構橋的常用施工方法，分為懸臂澆筑施工法和懸臂拼裝施工兩種形式，具有適用性強、整體結構性好、施工操作性強等特點，極大地促進了現代橋梁建筑的發(fā)展。但懸臂施工法同樣存在施工跨度大、安全風險因素多等缺點。在實際施工過程中，為進一步控制，施工風險和施工質量，施工人員常需對施工全過程進行施工監(jiān)測和仿真分析，以更好地了解施工狀態(tài)和橋梁受力情況。筆者從施工監(jiān)測以及仿真分析相關工作出發(fā)，就其實際應用，闡述幾點觀點，以供相關部門參考。

關鍵詞：預應力混凝土;連續(xù)剛構橋;懸臂施工法;施工監(jiān)測;仿真分析

中圖分類號： U448.23 ? ? ?文獻標識碼： A ? ? ?文章編號： 1673-1069（2016）30-56-2

0 ?引言

連續(xù)剛構橋是現代橋梁建筑常見形式之一，具有T形剛性橋的優(yōu)點。在現代連續(xù)剛構橋施工中，懸臂施工法是最常見的方式之一，形式靈活、適用性強。但由于使用懸臂進行施工，相應增大了連續(xù)剛構橋的跨度，導致懸臂施工風險上升。因此，在實際施工時對施工過程進行施工監(jiān)測，并通過仿真分析，了解橋梁建設過程中各組分的形變和受力情況，具有重要的現實意義。針對連續(xù)剛構橋懸臂施工的施工檢測和仿真分析工作，內容涉及較多，且對工作準確性要求較高。因此，相關人員應不斷完善該部分內容，以促進橋建設的進一步發(fā)展。

1 ?連續(xù)剛構橋懸臂施工參數識別及現場監(jiān)控分析

1.1 控制參數識別

橋梁結構形狀和內力會隨著設計參數變化而發(fā)生變化，因此在實際施工過程中，工作人員必須注意設計參數的識別和修正工作。不同的設計參數會對橋梁的結構狀態(tài)產生不同的影響，連續(xù)剛構橋施工相關設計參數可大致分為以下5類內容：①截面特征參數，包括橋梁抗彎慣性矩、截面面積等內容;②幾何形態(tài)結構參數，主要包括線性、高跨比、跨徑等內容，此類參數是橋梁結構最初狀態(tài)和初始形狀的表征;③荷載參數，主要包括預加力、橋梁結構構件自重、以及施工臨時荷載等內容;④時間相關參數內容，主要包括混凝土齡期、溫度或收縮徐變等參數，此類參數數值往往會隨著時間因素變化而變化;⑤橋梁材料參數，主要包括橋梁剪切模量及材料彈性模量兩方面內容。這五類參數對應橋梁施工的不同控制內容，對于橋梁結構狀態(tài)的影響也具有明顯的差異性，因此工作人員應嚴格控制對參數的辨別及修正工作。識別設計參數的方法主要分為兩種：其一是借助橋梁結構計算分析識別;其二是借助現場測量數據進行識別。

1.2 針對連續(xù)剛構橋懸臂施工的施工監(jiān)控具體內容分析

對連續(xù)剛構橋實施施工監(jiān)測的根本目的在于為橋梁施工控制提供能準確反映現場實際施工狀況的技術信息和基礎數據。為達到這一目的，施工監(jiān)測應全面覆蓋懸臂施工所有操作內容，在任意節(jié)段混凝土、掛籃行走及張拉預應力操作前后，均需對其應力變化和撓度進行檢測，從未為修改橋梁建設施工狀態(tài)提供準確、有效的修改依據，其主要工作內容有以下幾點。

①撓度監(jiān)測。撓度監(jiān)測的工作內容主要包括對懸臂施工箱梁進行撓度實時監(jiān)測，利用精密水準儀、全站儀以及水準尺等設備，通過水準測量相關方法，定期對測點進行監(jiān)測，以獲取實時懸臂施工箱梁撓度信息。

②應力變化監(jiān)測。應力變化監(jiān)測工作主要是指，通過在箱梁板內部安裝的應力計，實時監(jiān)測橋梁各處施工、結果的影響變化。應力計的預埋工作常在混凝土澆筑前的鋼筋骨架綁扎階段完成。應力計的種類、量程等標準由現場實際使用要求決定，但在正式埋設前所有應力計均需拿到相關實驗室進行標定，以確保數據的準確性。

③橋梁建筑材料力學性能監(jiān)測。橋梁建筑材料力學性能監(jiān)測內容相對復雜，其數據來源可分為以下幾方面：橋梁主梁強度等級以及橋墩混凝土密度等信息，由施工單位相關實驗室提供;棱柱體強度、徐變參數、彈性模量等數據，由相關材料檢驗結果報告提供。

④橋梁施工其他內容監(jiān)測。除以上幾點主要監(jiān)測內容外，還有張拉力、預應力、立模高程等內容需要進行監(jiān)測。

1.3 施工監(jiān)測實際控制方法分析

施工監(jiān)測是一項復雜的工作，在實際操作過程中工作人員，可從以下幾個方面入手操作：①撓度以及施工高程的精密測量，應在橋梁懸臂施工過程中進行;②施工人員在進行預應力鋼絞線張拉過程中，應就相關數據內容與設計人員保持溝通，以便于設計人員進行延伸量核對工作，并影響驗證預應力相關參數是否符合準確性要求;③橋梁懸臂施工操作應遵照平衡對稱的施工原則進行，工作人員應著重注意兩懸臂的載荷平衡問題;④懸臂施工段除必要的施工機具外，嚴禁堆放任何材料或物品，以避免出現不平衡載荷，進而造成撓度偏差問題。

2 ?連續(xù)剛構橋仿真分析應用概述

2.1 橋梁仿真分析計算模型的建立要點分析

建立相應的計算模型是實現施工控制目標的基礎，只有具備計算模型，才能計算橋梁施工相關數據信息，進而確定橋梁各階段施工的受力理想狀態(tài)，進而控制橋梁實際施工行為。

在建立橋梁計算模型時，工作人員需對橋梁施工階段進行科學劃分。針對懸臂澆筑施工和懸臂拼裝施工，施工階段的劃分標注存在較為明顯的差異性。以懸臂澆筑施工法為例，施工階段的劃分應充分考慮現場臨時支撐、臨時施工約束等因素，合理劃分施工階段，嚴格控制仿真分析與實際施工的一致性。

2.2 計算分析各施工階段箱梁應力狀態(tài)信息

當仿真分析相關計算模型建立完成之后，工作人員就可以依據施工節(jié)段的具體劃分標準，詳細計算出箱梁應力在不同施工節(jié)段的狀態(tài)，并將計算數據加以總結和歸納，以供實際施工休整參考。橋梁施工荷載主要包括混凝土收縮徐變、施工荷載等內容。

通過仿真計算，就能直觀地觀察到在不同的施工節(jié)段對箱梁應力影響較大的荷載信息。荷載信息具體包括荷載種類、作用次數、作用方向、作用影響等內容，工作人員可通過這些信息及時調整實際施工操作，以提高施工的安全性和施工效率。

2.3 懸臂施工撓度相關計算和控制內容分析

施工撓度相關計算和控制，是懸臂施工監(jiān)控工作中的難點內容，不僅計算困難，且影響因素眾多。一般來說，工作人員需充分利用有限的元程序，綜合懸臂在不同施工階段的實際受力狀態(tài)信息、預加力影響信息、橋梁混凝土實際收縮徐變影響信息、環(huán)境溫度變化信息、以及橋梁支座沉降變化信息等內容，進行懸臂施工的撓度計算。其中橋梁混凝土實際收縮徐變影響信息，包含了各個施工階段的混凝土應力變化情況;在預應力損失的相關計算中，需針對每一截面中的所有鋼束進行相應的計算。工作人員通過計算可得出懸臂軸力、彎矩曲線等信息，以及極限轉臺箱梁壓力狀態(tài)信息等。通過這些分析、計算信息，可綜合分析懸臂施工撓度的變化狀態(tài)，進而辨別其變化合理性。

3 ?計算與實測數據對比分析工作概述

通過計算得出施工狀態(tài)信息及計算數據后，工作人員應及時與施工實測數據進行對比分析，已驗證計算的準確性。一般來說，仿真分析計算結果在數值上與實際測量數據普遍存在一定的偏差，但施工分析結論常具有準確性和代表性，工作人員應從施工分析結構入手，對橋梁懸臂施工進行針對性調整，以促進連續(xù)剛構橋懸臂施工順利、安全地進行。

4 ?結語

綜上所述，施工監(jiān)測和仿真分析可為橋梁施工控制提供相應的技術參數和施工數據。通過分析橋梁應力變化和懸臂撓度變化，可實現對橋梁施工狀態(tài)的預測控制，保障橋梁施工的安全行、可靠性，并有效控制橋梁變形、應力狀態(tài)等參數符合橋梁設計要求，從而促進預應力混凝土連續(xù)剛構橋的進一步發(fā)展。

參 考 文 獻

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