大跨徑橋梁施工控制不確定因素分析

尹思遠(yuǎn)

(四川交大工程檢測咨詢有限公司，四川 成都 610031)

0 前 言

橋梁工程的穩(wěn)定性對人們的人身安全具有重要影響，但是橋梁工程通常都是工作環(huán)境復(fù)雜、規(guī)模大，涉及到的內(nèi)容比較多，因此，如果想要在每個(gè)施工環(huán)節(jié)中都能夠發(fā)現(xiàn)工程存在的應(yīng)力變化問題，具有一定的難度。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在工程中利用一些科學(xué)監(jiān)測設(shè)備能夠?qū)こ剃P(guān)鍵部位施工信息進(jìn)行監(jiān)測，可以有效地降低施工中的誤差，進(jìn)而提升橋梁工程項(xiàng)目的安全性，由此可見，在橋梁施工中提高工程監(jiān)測是減少工程中不確定因素的一種有效方式。

1 不確定因素控制的重要性

在橋梁工程中，施工控制能夠提升工程整體施工質(zhì)量，以此保證橋梁在后續(xù)使用中的安全性，現(xiàn)階段交通事業(yè)發(fā)展快速，城市道路建設(shè)不斷增加。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大跨徑橋梁應(yīng)用也越來越普遍，大跨徑橋梁施工方式通常情況下采用的是分段施工方式，分段施工方式雖然具有施工便捷的特點(diǎn)，但是在實(shí)際施工中容易受到影響而產(chǎn)生一些不確定因素。因此，在橋梁工程施工中必然需要加大施工質(zhì)量控制，從而保證工程施工安全性。尤其是針對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程，這類工程本身材料就具有松散特點(diǎn)，再加上氣候條件影響，使橋梁內(nèi)部之間相互作用，極容易出現(xiàn)內(nèi)部位移的情況，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁施工偏離原有設(shè)計(jì)，對工程施工進(jìn)度和施工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，需要及時(shí)對工程施工進(jìn)行控制，促使每一個(gè)施工階段產(chǎn)生的影響都能夠在可控范圍內(nèi)，從而保證工程質(zhì)量。在橋梁施工中加強(qiáng)控制，能夠保證工程施工整體質(zhì)量。在橋梁施工中，其內(nèi)部應(yīng)力以及形變量都可以通過預(yù)知進(jìn)行控制的，但是前提需要做好監(jiān)測工作，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差，則可以及時(shí)進(jìn)行分析、處理，進(jìn)而保證工程安全系數(shù)。在對橋梁進(jìn)行有效控制以后，一定程度上能夠?qū)蛄汉罄m(xù)檢測提供便捷，可以明確交通承載力的具體數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，還要做好突發(fā)事件準(zhǔn)備工作，并制定相應(yīng)的應(yīng)對措施，進(jìn)而延長橋梁的使用壽命。

2 大跨徑橋梁工程建設(shè)的施工特點(diǎn)

根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01—2014)規(guī)定，大跨徑橋梁縱跨度的規(guī)模需要在100～1 000 m，單個(gè)孔洞的跨徑應(yīng)當(dāng)在40～150 m之間的橋梁。相對于一般的橋梁而言，大跨徑橋梁具有很大的差別，主要有以下幾種情況[1]。

2.1 自重與荷載力比較大

由于橋梁跨徑大，因此，承擔(dān)的荷載力比較大，主要有以下兩方面表現(xiàn)：一方面，大跨徑橋梁施工期間工程用料比較多，其構(gòu)件比較大，自身的質(zhì)量以及重量較大，承載力也就較大；另一方面，大跨徑橋梁的跨度比較大，在對此進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要充分考慮到車道荷載以及車輛荷載產(chǎn)生的因素，其統(tǒng)計(jì)工作量較多。同時(shí)因?yàn)闃蛄嚎鐝酱螅鄬τ谄胀ǖ缆废嗤暮奢d能夠在跨徑中產(chǎn)生更大的彎矩，因此，在設(shè)計(jì)大跨度橋梁中其跨中彎矩特別大，這也是大跨徑橋梁需要大量配筋的原因之一。

2.2 施工機(jī)械設(shè)備及地基的要求較為嚴(yán)格

在進(jìn)行大跨徑橋梁施工中，由于施工多需要的構(gòu)件形體較大，因此，對施工機(jī)械設(shè)備的要求也是比較大，以便于施工方便。尤其是針對一些跨湖、跨江的橋梁工程進(jìn)行施工時(shí)，通常都會按照不同的施工方法進(jìn)行施工，需要選擇特定施工設(shè)備。由于大跨徑橋梁承受的荷載力比較大，因此橋墩以及橋臺承受的豎向力也較大，并且要及時(shí)傳遞給地基，為此大跨徑橋梁的施工對于地基要求具有較大的承載力。另外，還需要對地基采取合理的加固方式進(jìn)行加固，保證其安全性[2]。

2.3 考慮因素較多

在進(jìn)行大跨徑橋梁設(shè)計(jì)中需要考慮的復(fù)雜因素較多，這些因素是需要額外考慮的，主要與橋梁的跨徑大和荷載大這兩個(gè)點(diǎn)有關(guān)聯(lián)。在大跨徑橋梁設(shè)計(jì)中，針對于跨徑大的特點(diǎn)，考慮的因素主要是由于施工混凝土硬化環(huán)節(jié)產(chǎn)生溫度荷載以及干縮問題。若是在普通橋梁工程中，跨徑并不大，混凝土的收縮和溫度因素產(chǎn)生的影響對橋梁結(jié)構(gòu)作用并不大，但是若處于跨徑很大的橋梁中，混凝土的收縮與溫度因素影響會積聚，這對于橋梁結(jié)構(gòu)安全具有嚴(yán)重的影響，因此，需要充分考慮。然而對于荷載方面的影響，橋梁結(jié)構(gòu)荷載力比較大，存在著一定的撓度，嚴(yán)重時(shí)可能會產(chǎn)生裂縫，因而需要對跨中撓度以及產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行有效的控制，當(dāng)荷載達(dá)到一定程度時(shí)，還可能導(dǎo)致地基出現(xiàn)不均勻沉降的情況，因此，必然需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制[3]。

3 大跨徑橋梁工程項(xiàng)目中的不確定因素

3.1 溫度因素

在進(jìn)行大跨度橋梁施工中，影響其施工質(zhì)量的因素之一就是溫度變化，當(dāng)溫度處于35℃以上時(shí)屬于溫度過高情況，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理或者是停止施工，當(dāng)溫度過高時(shí)混凝土硬化速度過快，極不利于控制施工過程，更不利于施工的連續(xù)性，進(jìn)而影響工程施工；當(dāng)溫度處于5℃以下時(shí)，要采取措施對工程進(jìn)行處理甚至停工，主要是由于溫度過低，混凝土的硬化速度比較慢，導(dǎo)致凝結(jié)強(qiáng)度不符合工作需要，進(jìn)而影響工程整體施工質(zhì)量。

由于溫度產(chǎn)生變化時(shí)出現(xiàn)溫度應(yīng)力，主要有以下兩方面：一是結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度應(yīng)力，由于建筑中包含許多構(gòu)件，構(gòu)件與構(gòu)件之間相連接，當(dāng)溫度出現(xiàn)變化時(shí)，由于材料的不同產(chǎn)生的膨脹系數(shù)也不同，進(jìn)而導(dǎo)致其出現(xiàn)的位移也就不相同，由此在各個(gè)結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力出現(xiàn)集中的情況時(shí)，則會嚴(yán)重影響建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；二是建筑構(gòu)件自身產(chǎn)生的內(nèi)部溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度發(fā)生一定的變化時(shí)，由構(gòu)件內(nèi)部的纖維之間溫度差產(chǎn)生構(gòu)件內(nèi)部溫度應(yīng)力，這種應(yīng)力能夠?qū)?gòu)件的自身產(chǎn)生嚴(yán)重影響，進(jìn)而影響其承載力[4]。

3.2 混凝土徐變與收縮的因素

混凝土徐變收縮也是影響工程施工質(zhì)量的一個(gè)因素，主要有以下幾個(gè)方面，通常情況下大跨徑橋梁的施工采用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)具有徐變或收縮的性質(zhì)，容易導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生形變，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋則不會產(chǎn)生變形，這時(shí)二者之間就會產(chǎn)一定的內(nèi)應(yīng)力，這樣的應(yīng)力不利于混凝土與鋼筋之間粘結(jié)。若是這種應(yīng)力集中在一起則會對鋼筋產(chǎn)生作用，導(dǎo)致鋼筋變形，導(dǎo)致安全隱患產(chǎn)生。在大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)中的橋臺、橋墩、橋板都是由混凝土建設(shè)，都將會產(chǎn)生收縮、徐變的現(xiàn)象，橋墩、橋臺一旦出現(xiàn)徐變、收縮的現(xiàn)象，則會導(dǎo)致橋梁兩端高程存產(chǎn)生偏差，若是橋板部位出現(xiàn)徐變、收縮的現(xiàn)象，則會影響跨中撓度使其變大，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生破壞橋梁的建筑結(jié)構(gòu)。因此，在大跨徑橋梁工程中，混凝土的徐變量以及收縮量導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生位移不能忽視，需要對此進(jìn)行有效地監(jiān)測，進(jìn)而保證工程的施工質(zhì)量以及安全性[5]。

4 大跨徑橋梁項(xiàng)目工程施工中不確定因素的控制

4.1 施工溫度的控制

在進(jìn)行大跨徑橋梁施工的過程中，當(dāng)溫度產(chǎn)生較大的變化時(shí)，需要及時(shí)采取應(yīng)對措施進(jìn)行處理，比如，如果溫度過低或者過高時(shí)，可以采用保溫材料進(jìn)行覆蓋的方式，以此減少溫度的影響；還可以通過添加相應(yīng)的外加劑(緩凝劑、早強(qiáng)劑等)調(diào)整混凝土硬化過程，另外，還需要在大跨徑橋梁施工中設(shè)置伸縮縫，避免出現(xiàn)溫度應(yīng)力過于集中的情況。

4.2 控制混凝土的徐變收縮

在對大跨徑橋梁設(shè)計(jì)和施工的過程中，都應(yīng)當(dāng)對混凝土的收縮量和徐變量進(jìn)行預(yù)計(jì)估算，應(yīng)當(dāng)定時(shí)對施工過程進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)合實(shí)際施工情況加以調(diào)節(jié)，以此保證施工質(zhì)量。另外在施工的過程中應(yīng)當(dāng)保持施工的連續(xù)性，如果不能夠進(jìn)行連續(xù)施工則需要設(shè)置施工縫[6]。

4.3 控制材料結(jié)構(gòu)尺寸

大跨徑橋梁施工的過程中，需要運(yùn)用許多建筑材料，其中有混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、水泥磚結(jié)構(gòu)、硬塑料結(jié)構(gòu)以及木材等材質(zhì)，當(dāng)代大跨徑橋梁的施工建設(shè)多數(shù)是采用分結(jié)構(gòu)組裝的施工方式進(jìn)行建設(shè)的，特別是在地質(zhì)條件比較復(fù)雜區(qū)域以及一些比較大的建筑構(gòu)件無法運(yùn)輸?shù)牡貐^(qū)，分結(jié)構(gòu)組建方式是一項(xiàng)主要建筑施工方式。由于材料在生產(chǎn)環(huán)節(jié)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)、保管環(huán)境中存在一定不足，其中包括機(jī)械磨損、儀器及機(jī)械精度不夠的問題，進(jìn)而導(dǎo)致材料與設(shè)計(jì)要求之間存在著一定的偏差，而存在的這些偏差，在施工中很有可能導(dǎo)致各個(gè)構(gòu)件之間咬合不嚴(yán)密的情況。如果建筑結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)咬合度不夠緊湊、應(yīng)力分布集中等情況，在大跨徑橋梁中存在的這些偏差不斷積累放大，很容易出現(xiàn)應(yīng)力集中、斷造帶等問題，這對于建筑的穩(wěn)定性具有嚴(yán)重的影響。因此，需要在施工設(shè)計(jì)過程中對建筑各個(gè)構(gòu)件尺寸預(yù)留相應(yīng)的余量，以此防止由于尺寸偏差的問題而影響整個(gè)建筑穩(wěn)定性，并且在準(zhǔn)備施工材料的過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能采購高精度的設(shè)備與材料，以此滿足工程設(shè)計(jì)需求。此外，在工程施工中，對于所使用的材料尺寸需要及時(shí)地進(jìn)行復(fù)查、檢查，進(jìn)而減少材料結(jié)構(gòu)偏差對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。

5 結(jié) 論

橋梁建設(shè)穩(wěn)定性對于人們的出行具有重要作用，其施工質(zhì)量直接關(guān)系著人們的人身安全，因此，在施工中需要保證其施工質(zhì)量，然而施工中存在著一些不確定因素，需要對此進(jìn)行嚴(yán)格控制，可以從施工溫度、混凝土的徐變收縮、構(gòu)件結(jié)構(gòu)尺寸方面加強(qiáng)控制，進(jìn)而保證大跨徑橋梁的施工質(zhì)量，以此滿足現(xiàn)代社會對交通運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

[ID:010436]