預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)研究

霍 達(dá) 君

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

1 相關(guān)理論基礎(chǔ)概述

1.1 施工監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容

在預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工過(guò)程中，主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括溫度、應(yīng)力和位移的監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以掌握施工過(guò)程中梁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，便于制定施工控制措施。

1)溫度的高低會(huì)直接影響預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁內(nèi)部應(yīng)力，其影響主要取決于日照溫差層面。由于日照所產(chǎn)生的溫差會(huì)影響預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁各個(gè)截面的變形，由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部互相約束，導(dǎo)致在截面內(nèi)產(chǎn)生溫差應(yīng)力。另外，溫差變化還會(huì)造成預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形，甚至影響梁的合龍施工，造成橋梁內(nèi)力狀態(tài)變差。

2)應(yīng)力會(huì)直接影響預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，采取應(yīng)力監(jiān)測(cè)可以對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全起到保證作用。現(xiàn)階段是通過(guò)對(duì)受力顯著區(qū)域進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試來(lái)監(jiān)測(cè)應(yīng)力。由于受到環(huán)境因素的影響，應(yīng)力監(jiān)測(cè)實(shí)測(cè)值與理論值之間會(huì)存在一定的誤差，為了準(zhǔn)確確定應(yīng)力值，應(yīng)對(duì)誤差進(jìn)行分析處理。

3)通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁位移的監(jiān)測(cè)，可以有效控制橋梁線(xiàn)形，使其符合設(shè)計(jì)要求。在各個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確確定模板標(biāo)高、施工預(yù)拱度，確保施工線(xiàn)形符合設(shè)計(jì)要求。

橋梁施工監(jiān)控關(guān)鍵流程詳見(jiàn)圖1。

1.2 施工控制相關(guān)內(nèi)容

通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，監(jiān)控溫度、應(yīng)力和位移的變化，對(duì)理論值與實(shí)測(cè)值二者誤差的形成原因進(jìn)行查找，以對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)整。通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行有效調(diào)整，能夠?qū)︻A(yù)應(yīng)力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)進(jìn)行有效改善，避免產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象。例如，通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉力進(jìn)行調(diào)整，能夠?qū)炷灵_(kāi)裂現(xiàn)象進(jìn)行有效避免。一般來(lái)說(shuō)，在施工過(guò)程中，如果能夠?qū)υO(shè)計(jì)與規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)格遵守來(lái)進(jìn)行施工，無(wú)需大范圍調(diào)整預(yù)應(yīng)力的張拉應(yīng)力。通過(guò)全面分析監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)構(gòu)造物標(biāo)高進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整，能夠保證預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的線(xiàn)形處于最佳狀態(tài)。

2 預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工監(jiān)控的影響因素

2.1 連續(xù)梁結(jié)構(gòu)參數(shù)

1)材料彈性模量。

預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括多種指標(biāo)，如混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力、材料彈性模量、材料容重等。其中，預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)應(yīng)變和材料彈性之間存在極為密切的關(guān)系，在施工過(guò)程中，只有對(duì)施工材料進(jìn)行合理取樣，對(duì)修整參數(shù)進(jìn)行確定，才能夠?qū)⒄`差進(jìn)行有效減小。

2)截面尺寸。

在施工過(guò)程中，因受多種問(wèn)題的影響，造成構(gòu)件實(shí)際尺寸和其設(shè)計(jì)尺寸之間產(chǎn)生一定的不同，以上差距必須要控制在一定范圍中。假如混凝土構(gòu)件的截面尺寸出現(xiàn)比較大的偏差，則混凝土構(gòu)件的內(nèi)力、擾度變形等便會(huì)遭受到嚴(yán)重影響，綜上所述，在實(shí)際施工過(guò)程中，一定要將監(jiān)測(cè)工作做好。

3)材料容重。

針對(duì)混凝土構(gòu)件的自重，深受材料容重的影響，混凝土構(gòu)件自重在極大程度上影響著橋梁的變形與應(yīng)力。針對(duì)使用材料的實(shí)際容重，如果其設(shè)計(jì)容重和其之間出現(xiàn)越來(lái)越大的差距，則對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的影響就越大，因此在施工過(guò)程中，一定要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)鋼筋與混凝土材料，保證能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

4)預(yù)應(yīng)力。

橋梁結(jié)構(gòu)的線(xiàn)形、應(yīng)力受預(yù)應(yīng)力的影響較大，預(yù)應(yīng)力能夠很好的改善橋梁的應(yīng)力狀態(tài)。在張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)時(shí)，在一定程度上會(huì)損失一定的預(yù)應(yīng)力，為有效避免預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)損失現(xiàn)象，在實(shí)際施工過(guò)程中，一定要嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力孔道的摩阻力。

5)施工荷載。

在懸臂梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)遭受來(lái)自于施工人員、材料、機(jī)械的施工荷載，使橋梁結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)應(yīng)變與應(yīng)力。在實(shí)際施工過(guò)程中，一定要在規(guī)定位置堆放施工機(jī)具與施工材料，以對(duì)臨時(shí)荷載對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的影響作用進(jìn)行減少。

6)混凝土的收縮徐變。

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁懸臂澆筑施工作業(yè)時(shí)，因?yàn)槭┕に俣冗^(guò)快，進(jìn)而縮短混凝土的齡期，在極大程度上影響著結(jié)構(gòu)的線(xiàn)形與應(yīng)力。此外，針對(duì)混凝土的收縮徐變，濕度與溫度對(duì)其造成一定的不良影響，所以在實(shí)際施工過(guò)程中，一定要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)混凝土的濕度環(huán)境與養(yǎng)護(hù)溫度。

2.2 施工工藝

在施工過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工作業(yè)常選用懸臂施工法。因受多種因素的影響，如施工人員技能偏低、施工質(zhì)量控制不夠嚴(yán)格、安裝出現(xiàn)誤差、機(jī)械化程度偏低等，進(jìn)而對(duì)施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，所以一定要將監(jiān)測(cè)工作做好。

2.3 溫度的變化

橋梁主梁的撓度，在極大程度上深受溫度變化的影響。在不同環(huán)境狀態(tài)下采集橋梁結(jié)構(gòu)撓度、應(yīng)力相關(guān)數(shù)據(jù)，其結(jié)果往往相差較大。所以，為提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，一定要深入考慮溫度的變化，這樣才能夠有效減小溫差對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、撓度的影響。

2.4 混凝土的收縮徐變

針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的撓度和應(yīng)力，混凝土收縮徐變對(duì)其所產(chǎn)生的影響也是非常大的，同時(shí)這和混凝土加載齡期之間存在著極為密切的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，混凝土的加載齡期短，會(huì)加大混凝土的收縮和徐變。此外，相鄰橋墩的施工進(jìn)度不同，也會(huì)出現(xiàn)不同程度的收縮和徐變。

3 施工監(jiān)測(cè)的技術(shù)要點(diǎn)

3.1 預(yù)應(yīng)力張拉的控制

在控制預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，一定要先正確安裝預(yù)應(yīng)力管道，嚴(yán)格控制偏差。針對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉力的實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值，一定要對(duì)其進(jìn)行合理計(jì)算。在張拉預(yù)應(yīng)力過(guò)程中，應(yīng)將張拉伸長(zhǎng)量與張拉力作為主要依據(jù)，以有效控制預(yù)應(yīng)力的張拉，提高施工質(zhì)量，而預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)完成以后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行壓漿施工作業(yè)，同時(shí)確保飽滿(mǎn)度。

3.2 成橋合龍施工質(zhì)量的控制

為能夠順利進(jìn)行合龍施工，首先一定要構(gòu)建完善的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在進(jìn)行合龍施工時(shí)，一定要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)關(guān)鍵截面的位移與應(yīng)力。其次，對(duì)環(huán)境溫度的影響進(jìn)行深入考慮，對(duì)合龍最佳施工實(shí)踐進(jìn)行明確。最后，對(duì)合龍誤差進(jìn)行有效調(diào)控，使其控制在允許誤差范圍內(nèi)。

3.3 線(xiàn)形控制

為有效確保預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的線(xiàn)形，首先，對(duì)完善的觀測(cè)制度進(jìn)行構(gòu)建，對(duì)高程控制測(cè)量和平面控制測(cè)量嚴(yán)格進(jìn)行。針對(duì)所有梁塊的施工的觀測(cè)誤差，一定要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)跟蹤觀測(cè)，制定有效的調(diào)整對(duì)策。其次，要高度重視施工荷載的計(jì)算，同時(shí)注重施工氣溫的監(jiān)測(cè)。如圖2所示，某橋梁節(jié)段標(biāo)高理論值與實(shí)測(cè)值對(duì)比分析圖，通過(guò)深入分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，和成橋監(jiān)測(cè)點(diǎn)上全部節(jié)點(diǎn)的實(shí)測(cè)標(biāo)高值相比，設(shè)計(jì)標(biāo)高值與實(shí)測(cè)值的誤差都不大于1 cm，滿(mǎn)足規(guī)范要求，充分說(shuō)明，該測(cè)段橋梁線(xiàn)形的變化滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)，預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋是一種運(yùn)用非常普遍的橋梁結(jié)構(gòu)形式。盡管預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工技術(shù)現(xiàn)已較為成熟，不過(guò)在施工過(guò)程中依然存在不少問(wèn)題，一定要對(duì)其施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。