賀 淑 蘭
(山西省公路局大同分局,山西 大同 037000)
我國橋梁的建設是基礎建設,每天都有大量的橋梁修建完成,當前的大跨徑連續梁橋施工技術也日漸成熟。在這種情形下,分析連續梁橋施工的經濟性、可靠性、安全性等也顯得尤為必要,為了能夠提高大跨徑連續梁橋施工的質量,更好地應用這項技術,深入了解連續梁橋施工的特點,并規避風險,是需要研究的課題。
當前使用較為廣泛的剛構橋的發展的基礎是連續梁橋,所以受力特點也就與連續梁和T形鋼構的受力綜合體一致。對于高墩的大跨徑連續梁橋來說,受力的特點主要有以下幾種體現。
因為剛構橋的橋墩與橋梁直接固結,所以橋梁的上下部分的結構能夠協同受力,從而釋放橋墩頂部的負彎矩。在施工當中采用的墩身是柔性的,因此橋梁有較大的自由度,能夠承擔較大的變形,保證橋梁的安全性,提高橋梁的可靠性。大跨徑橋梁的受力也很合理,因此在抗震方面、抗扭方面以及結構的整體性上都有很大的優勢。但是為了保證安全性,所以在設計中,剛構橋常常是多次超靜定結構體系,所以如果外界的溫差較大、混凝土自由收縮的情況下,在墩身與橋梁之間會發生附加內力,如果出現不均勻沉降,甚至會發生安全問題,所以可能會危害結構的穩定性。
在大跨徑連續梁橋的施工中存在很多風險,所以在施工之前與施工中間,都必須做好風險的識別工作,通過對橋梁施工中風險的識別與分析評價的工作,將這項工作深入到大跨徑連續梁橋的施工技術當中,以充分了解目前施工技術尚存在哪些不足需要改進,進而有效地在施工中進一步落實有效的施工措施,優化控制大跨徑連續梁橋的施工技術。
在橋梁的施工中存在很多需要分析的力,比如在施工中由于周邊溫度影響產生的溫度應力、混凝土自身產生的徐變應力、需要在施工之前加載在結構上的預應力、結構施工中承受的收縮應力等等,這些應力的控制應當是在橋梁的施工中以及施工完成后的一定時間內進行控制,如果時間較長,控制就沒有太大作用了,控制的目的是使得結構能夠達到設計的標準。現場的實際施工過程中需要對一些參數進行控制,一般控制幾個橋梁的斷面來整體把握。首先是埋入應力應變的檢測元件,測試結構的實際應力分布情況,如果發現在施工中,橋梁結構的受力情況與計算出來的受力情況有差別時,就要馬上對產生差別的原因進行分析,并針對目前的情況,采取及時有效的措施來防止受力偏差造成嚴重后果,對受力情況進行糾偏,把偏差調整到允許的范圍之內。
目前在我國的不同地區,大跨徑的連續梁橋建設還在不斷進行,橋梁的數量在增加,而長度也在不斷加長,所以如果在設計中,荷載不能滿足實際要求,結構失穩造成的坍塌問題非常嚴重。橋梁是否穩定對于后期的橋梁安全性與實用性有著很大的影響。所以,對橋梁進行穩定性計算與控制非常重要。這就需要在大跨徑連續梁橋的施工過程中,對橋梁結構的剛度和支撐進行調整與監控,對于變形情況與應力分布情況進行檢測及整理,并進行穩定性分析與計算,評估橋梁的穩定性,采取措施進行控制是提高橋梁穩定性的實際措施。
常見的大跨徑連續梁橋的施工質量風險是橋梁的撓曲變形,造成橋梁實際的撓曲變形的原因有很多種,由于這些因素的存在,橋梁的實際位置往往偏離設計位置很多,使得連續梁橋無法正常合龍,或者即使橋梁合龍了,但是線形卻偏離了當初設計的要求,使得橋梁梁體變形加大,變形會嚴重地影響到橋梁的使用功能,因此針對在使用中出現的橋梁變形問題,在施工中應當加強對于大跨徑連續梁橋線形的控制工作,防止橋梁發生結構變形。想要做好線形控制工作,首先在施工中要嚴格遵守施工標準,其次,加強對施工的循環控制,特別注意對于梁體的標高以及應力的控制,通過數據采集等對數據進行處理,及時發現問題,并仿真分析,最終為下一個階段的施工提供參數依據。其次,使用精密的量測儀器,對橋梁的位置進行量測,建立起橋梁的線形監測系統,結合優化的計算方法,糾正橋梁的施工誤差。
由于在橋梁的施工中存在各種風險因素,會影響施工的安全,加上我國的橋梁風險預測落后,施工人員的素質也低下,因此沒有辦法對橋梁施工中的安全事故進行預測與分析,在橋梁修建的工程中經常會發生工程質量事故。在之后的橋梁建設中,為了提高橋梁的施工質量并保證人員的施工安全,防止工程質量事故的發生,在進行大跨徑連續梁橋施工的過程中,需要對安全問題加以防范,對每一道工序做好相關的安全預防工作,做好應急預案,減少安全事故的發生,降低社會問題發生的概率。
某公路大橋主橋采用的橋跨布置為3×67.5+72.5+72.5+3×67.5,主橋的長度為1 560 m,邊跨有一個過渡的橋墩和三個輔助橋墩,橋梁的面寬為36 m,雙向坡的坡度為2%。在設計中,主梁采用PK斷面鋼箱梁,邊跨采用混凝土PK鋼箱梁,設置限位支座、抗風支座、擋塊等等,對施工起到臨時限位與約束作用。該橋梁的跨度大、變形大而剛度小,必須預測橋梁可能面對的風險,并采用措施進行優化。
在設計中,基于設計的施工方案,對橋梁采用了有限元模擬,靜力分析計算,并考慮到幾何非線性效應,在標準仿真的基礎上通過臨時荷載的信息和模型對仿真模型進行調整與更新,并進行結構計算,最后確定,采用大跨徑連續梁橋的施工技術較為靈活和合理,能夠調整各個節點的受力,由于工程的工期長,施工內容也比較復雜,所以對工期進行了優化,保證了橋梁的質量。
大跨徑連續梁橋具有協調難、時間短等特點,在施工中容易遇到線形難以控制、受力難以把握等問題,還要考慮到穩定性的問題,只有這些問題都解決才能夠保證橋梁的安全與使用。在本文中,通過計算與模擬,較好地還原了橋梁施工的真實情況,及時發現問題并進行優化與解決,通過具體案例說明對大跨徑連續梁橋的施工進行優化是可行的,具有經濟效益的。