預應力連續(xù)梁施工監(jiān)控關鍵技術研究

曹 勇

(朔州路橋建設有限責任公司，山西 朔州 036000)

1 預應力連續(xù)梁施工監(jiān)控概述

1.1 施工監(jiān)控內(nèi)容

預應力連續(xù)梁施工監(jiān)測內(nèi)容主要包含了溫度監(jiān)測、應力監(jiān)測與位移監(jiān)測等。在施工過程中進行施工監(jiān)測能夠控制梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)，保證施工質(zhì)量。具體如下：①溫度監(jiān)測。溫度直接關系著橋梁的內(nèi)應力，因為日照形成的溫度差可能會導致連續(xù)梁截面出現(xiàn)變形，而在結(jié)構(gòu)內(nèi)部彼此約束的影響下，截面內(nèi)部就會形成溫差應力[1]。此外，當溫度差發(fā)生變化之后，致使連續(xù)梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，從而嚴重影響合龍施工質(zhì)量，所以必須對溫度進行監(jiān)測。②應力監(jiān)測。應力與預應力連續(xù)梁自身結(jié)構(gòu)受力情況是息息相關的，所以嚴格監(jiān)測應力是保證橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性的有效措施[2]。目前，監(jiān)測應力主要采用的手段就是針對重點位置展開應力測試，然而受環(huán)境條件影響，監(jiān)測值勢必會有誤差，由此還需要科學分析與處理誤差。③位移監(jiān)測。主要是監(jiān)測預應力連續(xù)梁位移情況，達到控制橋梁線形目的。在預應力連續(xù)梁施工中實施位移監(jiān)測，能夠明確模板標高與預拱度，保證施工線形與設計要求相符。

基于此，在預應力連續(xù)梁施工中必須要加強施工監(jiān)控，掌握施工監(jiān)控關鍵技術要點，其具體流程見圖1。

圖1 預應力連續(xù)梁施工監(jiān)控關鍵流程

1.2 施工監(jiān)控目的

在進行預應力連續(xù)梁施工時，由于工序比較復雜，且需要完成有關體系的轉(zhuǎn)換，往往會出現(xiàn)應力應變與沉降變形問題，若是不能對其進行嚴格控制，那么橋梁結(jié)構(gòu)受力就會發(fā)生變化，影響線形與合龍段的施工效果[3]。對此，就需要加強預應力連續(xù)梁施工監(jiān)測與控制，綜合分析與研究施工監(jiān)控影響要素，掌握施工監(jiān)控關鍵技術要點，從而保證預應力連續(xù)梁施工質(zhì)量。

2 預應力連續(xù)梁施工監(jiān)控影響要素

2.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

從預應力連續(xù)梁施工方面分析，結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包含了材料彈性模量、施工荷載以及預應力等。具體如下：①材料彈性模量。其是預應力連續(xù)梁發(fā)生結(jié)構(gòu)應變的重要影響要素。現(xiàn)階段，我國大部分都是超靜定結(jié)構(gòu)橋梁，材料彈性模量帶來的影響更為突出[4]。選擇不同材料制作的混凝土，其彈性模量也是有所區(qū)別的，而且實際計算數(shù)值和理論數(shù)值又具有誤差，這就需要對材料取樣，科學調(diào)整參數(shù)。②截面尺寸。對于預應力連續(xù)梁施工而言，受各種要素的影響，構(gòu)件制作尺寸往往會與設計尺寸要求出現(xiàn)偏差，所以必須將誤差嚴格控制在規(guī)定要求之內(nèi)。隨著構(gòu)件截面尺寸誤差的不斷增大，其對結(jié)構(gòu)內(nèi)力與擾度變形等帶來的影響就越嚴重，因此在施工中一定要嚴格監(jiān)控。③材料容重。其與混凝土構(gòu)件自重是息息相關的，而混凝土構(gòu)件自重又關系到橋梁應力與變形。在進行施工時一定要加強混凝土材料與鋼筋等監(jiān)控，從而使材料容重達到設計目標。④預應力。其對橋梁結(jié)構(gòu)應力與線性的影響比較大，能夠控制橋梁受力。一般在張拉預應力絞線過程中就會出現(xiàn)預應力損失問題，所以施工時需要對預應力孔道摩阻進行嚴格監(jiān)控；⑤施工荷載。從預應力連續(xù)梁施工方面分析，尤其是選擇懸臂施工方法，所形成的施工荷載對橋梁結(jié)構(gòu)應力與應變影響比較大。因此，在施工時需要控制施工荷載，以保護橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2.2 施工工藝

現(xiàn)階段，在進行預應力連續(xù)梁施工時基本選擇的是懸臂施工方法，然而因為技術人員能力弱、機械化水平低、質(zhì)量控制不當，以及混凝土構(gòu)件制作與安裝存在誤差等，導致預應力連續(xù)梁施工質(zhì)量不達標，所以必須進行嚴格、有效監(jiān)控。

2.3 溫度變化

從橋梁主梁擾度方面進行分析，溫度變化對其造成的影響比較大，特別是跨越河谷橋梁路段[5]。不同溫度環(huán)境下，采集的預應力連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)應力與擾度數(shù)據(jù)信息有著一定的區(qū)別。所以要想提高監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的有效性、準確性，就要綜合分析與研究溫度變化，嚴格控制溫度差對預應力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)應力與撓度造成的不利影響。

2.4 混凝土收縮徐變

對于混凝土的收縮徐變，其也會對預應力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)應力與撓度造成嚴重影響。事實上這與混凝土加載齡期有著直接關系。通常情況下，混凝土加載齡期是相對比較短的，很容易發(fā)生收縮徐變。與此同時，因為相鄰橋墩很難保證施工進度相同，所以形成的混凝土收縮徐變也是存在一定差別的，這樣在合龍施工中就出現(xiàn)了高度差，從而影響了合龍施工效率與質(zhì)量。

3 施工監(jiān)控關鍵技術要點研究

3.1 預應力張拉控制

針對預應力連續(xù)梁施工，在進行預應力張拉控制時，應該通過以下三點進行控制。①布置測點。使用懸臂方法進行預應力連續(xù)梁施工時，為了保證橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性、準確性，應該在橋梁頂板與底板建立測點，主要包含橋墩底橫面、合龍段以及L/4截面等檢測面，而且每一個監(jiān)測面需要建立6個測點。②分析與研究監(jiān)測結(jié)果。分別計算張拉力與理論伸長量，可以為預應力張拉施工提供有效的技術參考。對于預應力張拉的嚴格控制，是以張拉力與伸長量作為重要依據(jù)。同時預應力張拉施工結(jié)束之后，需要完成壓漿處理，必須要確保壓漿飽滿度。某橋梁斷面應力值監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1，經(jīng)過對應力值數(shù)據(jù)計算，頂板的最大應力是-13.6 MPa，底板的最大應力是-10.3 MPa，都處在規(guī)定要求的范圍之內(nèi)，由此可知預應力張拉有效改善了預應力連續(xù)梁受力狀態(tài)。同時，也充分說明了通過預應力張拉能夠控制預應力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)應力狀態(tài)。

表1 某橋梁斷面應力值監(jiān)測數(shù)據(jù)

3.2 成橋合龍施工質(zhì)量控制

合龍施工是預應力連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)化的關鍵施工工序。對于合龍施工而言，往往會受到外部環(huán)境與臨時荷載等有關要素的影響，從而出現(xiàn)變形問題。所以為了能夠促進合龍施工的有序完成，就要構(gòu)建科學、可行的監(jiān)測系統(tǒng)，重點監(jiān)測橋梁關鍵截面應力與位移，同時綜合分析與考量溫度變化，科學選擇合龍施工時間。此外，還需要對合龍施工誤差進行嚴格控制，切實保證偏差在規(guī)定要求范圍之內(nèi)。

3.3 線性控制

首先，觀測斷面和設置測點。在進行預應力連續(xù)梁施工時，應該在梁體的所有施工階段建立監(jiān)測斷面，且每一個監(jiān)測斷面需要設置3個觀測點，這樣就能夠?qū)Ρ戎治觥⒀芯坑^測結(jié)果。對于觀測點的制作，一般選擇的材料是Φ16 mm鋼筋，以焊接的方式布置在頂板上，并且外露長度在1.5 cm左右，在進行磨平之后刻上十字，通過紅油漆進行鮮明標記。其次，觀測結(jié)果分析與研究。制定科學、可行的觀測體系，保證平面測量、高程測量的有效性與準確性。在預應力連續(xù)梁施工過程中必須跟蹤觀測，科學地分析與研究觀測誤差，以便及時完成調(diào)整。與此同時，也要關注荷載計算和監(jiān)測。

3.4 加大溫度監(jiān)控力度

高度重視溫度變化對預應力連續(xù)梁施工造成的不利影響，加大溫度監(jiān)控力度，對橋梁擾度變形進行有效控制。受日照條件的影響，橋梁墩身很容易出現(xiàn)溫差，從而造成橋梁墩身出現(xiàn)位移。由于日照溫度變化十分地復雜，所以就需要對日照溫度條件進行監(jiān)控，以保證預應力連續(xù)梁施工質(zhì)量。

4 總 結(jié)

預應力連續(xù)梁是現(xiàn)階段我國橋梁建設工程中主要采用的一種結(jié)構(gòu)方式，雖然在施工技術層面已經(jīng)趨于成熟，但是在具體施工時也容易發(fā)生問題，所以必須科學、有效應用施工監(jiān)控關鍵技術。

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