分析大跨徑橋梁斜拉橋的施工控制

莫安邦

【摘要】在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的過程中，出現(xiàn)了許多大跨徑橋梁斜拉橋的建設(shè)工程，而大跨徑橋梁斜拉橋工程建設(shè)的核心就是施工期間的控制措施，也是橋梁施工質(zhì)量的保障。道路橋梁的建設(shè)可以為人們提供便捷的出行，近年來我國的基礎(chǔ)建設(shè)工作正穩(wěn)步推進(jìn)。本文就對大跨徑橋梁斜拉橋的施工控制進(jìn)行分析，來指出現(xiàn)階段大跨徑橋梁斜拉橋建設(shè)過程中所存在的風(fēng)險，來闡述橋梁施工中的施工控制系統(tǒng)，結(jié)合實(shí)際工程案例施工主要技術(shù)進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】斜拉橋;大跨徑橋梁;施工控制

1、引言

現(xiàn)階段，斜拉橋的橋梁結(jié)構(gòu)受到更多的橋梁建筑設(shè)計師的重視。與傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)相比，斜拉橋的美觀度更高，而其橋底的空間更加廣闊。而在結(jié)構(gòu)剛度和抗風(fēng)性能方面斜拉橋也要優(yōu)于懸索橋，而且斜拉橋的施工工藝也相對簡單一些。而且在地質(zhì)條件相對惡劣的地區(qū)，斜拉橋能夠更好的適應(yīng)不同地形條件。可以更充分地融入到建筑的整體環(huán)境變化中，進(jìn)而加快施工進(jìn)度。大跨徑斜拉橋這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用往往延伸到連續(xù)結(jié)構(gòu)之上，通常形成單一的整體運(yùn)行模式，有效地提高了路橋施工主體結(jié)構(gòu)的機(jī)械承載力和剛度參數(shù)，這樣在保障道路安全的同時方便了市民的出行。而且該結(jié)構(gòu)不會導(dǎo)致占用施工作業(yè)場地面積過大的問題，單位施工作業(yè)場地面積內(nèi)施工容積規(guī)模較小，有利于降低施工作業(yè)場地表面積的單位適應(yīng)強(qiáng)度，保護(hù)路橋施工區(qū)的綜合地質(zhì)結(jié)構(gòu)。因此，在施工控制階段，現(xiàn)有的施工控制方法已不能滿足當(dāng)前大跨徑斜拉橋施工的安全要求。本文就對大跨徑橋梁斜拉橋的施工控制進(jìn)行研究，希望能有一定的參考作用。

2、斜拉橋的施工控制內(nèi)容

斜拉橋的施工控制內(nèi)容主要有：（1）橋梁結(jié)構(gòu)尺寸的控制：由于實(shí)際結(jié)構(gòu)不可能與設(shè)計尺寸完全吻合，總會存在一定的偏差，因此，需要對橋梁結(jié)構(gòu)尺寸予以控制從而有效降低結(jié)構(gòu)與設(shè)計尺寸的誤差，最大程度地控制在規(guī)定幅度內(nèi)。（2）結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制方面：斜拉橋?qū)嶋H施工中結(jié)構(gòu)應(yīng)力與設(shè)計應(yīng)力狀態(tài)也會有偏差要對斜拉橋的結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行控制，使之與設(shè)計應(yīng)力的偏差減少。其中結(jié)構(gòu)應(yīng)力包括梁體應(yīng)力和斜拉索力。在對梁體應(yīng)力和斜拉索力進(jìn)行控制時，要確保其偏差分別不超過±5%和±3%。（3）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制方面：為了保證斜拉橋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在對斜拉橋?qū)嵤┙Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制時要確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全系數(shù)大于3。

3、施工控制誤差分析及參數(shù)識別

斜拉橋?qū)嶋H施工中，斜拉索索力、鋼主梁制作、梁、塔和索的剛度、塔柱混凝土徐變特性與設(shè)計的參數(shù)不可能精確無誤會的吻合，而是存在一定的偏差。而計算參數(shù)誤差分析和參數(shù)識別需要在大量的測量和計算分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

3.1斜拉索索力的測量

斜拉索力是斜拉橋最為敏感的參數(shù)，因?yàn)樾崩髁Q定著斜拉橋的結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)和變形，所以，需要把精確控制斜拉索索力作為施工監(jiān)控的一個重要內(nèi)容。而為了得到精確的斜拉索索力，需要對索力、線形、溫度場等進(jìn)行測量，在綜合分析數(shù)據(jù)和理論分析的基礎(chǔ)上得到索力估計和識別。

3.2鋼主梁制作誤差

鋼主梁制作存在的誤差不僅會對箱梁重量有影響，而且也影響箱梁的截面剛度和無應(yīng)力線形。而鋼主梁制作誤差主要包括板件厚度誤差和節(jié)段尺寸誤差及預(yù)拼線形誤差。為了減少鋼主梁制作誤差，需要分別通過板厚測量統(tǒng)計，節(jié)段稱重和預(yù)拼測量等手段識別板件厚度誤差和節(jié)段尺寸誤差及預(yù)拼線形誤差。

3.3梁、塔和索的剛度誤差

梁、塔和索作為斜拉橋的主要受力構(gòu)件，其剛度誤差較大的影響著構(gòu)件的內(nèi)力分配和變形。因此需要減少梁、塔和索的剛度誤差。首先，采用非線性程序?qū)τ绊憚偠鹊囊蛩剡M(jìn)行影響性分析。接下來，不僅要分析線形、索力、應(yīng)力，而且還要對溫度場、動力特性等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，在此基礎(chǔ)上再通過最小二乘法對剛度誤差進(jìn)行估計。

3.4塔柱混凝土徐變特性

首先，獲取塔柱混凝土徐變試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。其次，采用有效合理的徐變計算模式對徐變試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析徐變效應(yīng)和徐變特性。

4、大跨度斜拉橋施工控制的原則及方法

4.1施工控制原則

對于較大型的大跨徑橋梁斜拉橋施工控制的主要原則是：（1）在斜拉橋的主梁懸臂施工階段，應(yīng)控制柱的線形變形和高度。其中高度控制是最為重要的工作。（2）在材料施工階段，必須通過一定的手段控制橋梁結(jié)構(gòu)的受力和變形，嚴(yán)格控制斜拉索的張力。

4.2 施工控制方法

（1）事后控制方法，在發(fā)現(xiàn)斜拉橋施工階段或整個橋梁結(jié)構(gòu)完工后的出現(xiàn)不符合要求的部分，再進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整（2）預(yù)測控制方法。這種施工控制方法具有一定的先進(jìn)性，可以實(shí)現(xiàn)對整個施工過程的動態(tài)控制。主要是充分考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)的各種因素，預(yù)測施工過程中各施工階段的施工前后狀態(tài)，使施工過程按預(yù)定狀態(tài)進(jìn)行（3）自適應(yīng)控制方法，在施工控制上是科學(xué)的經(jīng)過系統(tǒng)辨識和參數(shù)評估，對參數(shù)進(jìn)行修改，最終設(shè)計輸出與實(shí)際輸出一致。實(shí)現(xiàn)了施工控制的目的。（4） 最大寬容度法，通過測量值與計算值的比較來實(shí)現(xiàn)。測量值應(yīng)在安全范圍內(nèi)進(jìn)行比較和判斷。如果發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停止施工，進(jìn)而分析原因，確保施工安全。

5、加強(qiáng)施工控制的建議

5.1合理控制工程進(jìn)度

在大跨徑橋梁斜拉橋工程的施工過程中，施工進(jìn)度在實(shí)際工作中受到各種因素的影響，可能出現(xiàn)工期延期或逾期的情況，精細(xì)化管理就需要對施工計劃進(jìn)行相應(yīng)的分析，并采取相應(yīng)的措施，以保障項(xiàng)目的進(jìn)度。精細(xì)化管理從改進(jìn)施工方法出發(fā)，在使用先進(jìn)的施工方法的基礎(chǔ)上，對施工過程中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行量化，以便進(jìn)行相應(yīng)的工程統(tǒng)計。

5.2 注重施工材料的質(zhì)量控制

為了使施工順利進(jìn)行，必須在多種施工材料的支持下完成，這是建設(shè)工作的基本條件。所有建設(shè)工程的材料，必須有完整的質(zhì)量證明和合格證，并對材料進(jìn)行現(xiàn)場檢查，施工中嚴(yán)禁使用達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的施工材料。對于項(xiàng)目中的重要部件，需要確保材料的標(biāo)準(zhǔn)、類型和性能都滿足工程要求。了解相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的具體情況，科學(xué)合理地制定施工方案，并向有關(guān)部門匯報擬建設(shè)方案。根據(jù)大跨度斜拉橋施工情況，選定責(zé)任人，統(tǒng)一各施工組，合理劃分施工組，明確施工單位責(zé)任。在大跨度斜拉橋施工過程中，應(yīng)通過布置相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，并對檢驗(yàn)機(jī)械設(shè)備性能的可靠性進(jìn)行合理的檢查。嚴(yán)格對施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督，對施工過程中的每一道工序都需要進(jìn)行監(jiān)督，嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定的要求，保證良好的施工質(zhì)量。

3.8土工格柵施工

進(jìn)行土工格柵施工前，要做好上承層清理以及平整處理，根據(jù)設(shè)計的寬度要求進(jìn)行土工格柵橫向鋪設(shè)處理，在拼接位置，通過U形釘子進(jìn)行錨固處理，保持其縱向?qū)挾雀哂?.0m。進(jìn)行土工格柵設(shè)置中，要在路堤兩側(cè)預(yù)留充足的錨固長度，通過30cm的填料，進(jìn)行土工格柵的覆蓋處理，保護(hù)格柵，避免出現(xiàn)老化斷裂的現(xiàn)象。

3.9堆載預(yù)壓

完成沉降段路基土方施工之后，要做好堆載預(yù)壓處理，達(dá)到排水固結(jié)的效果，進(jìn)而增強(qiáng)土體強(qiáng)度，增強(qiáng)地基承載力，保持其滿足路基的各項(xiàng)施工要求。

進(jìn)行預(yù)壓處理中，地基會出現(xiàn)（下轉(zhuǎn)170頁）（上接168頁）不同程度的下沉問題。因此，要保持路基填筑高度高于設(shè)計的要求。在進(jìn)行路基預(yù)壓中，根據(jù)要求加強(qiáng)對高程以及寬度的控制，提升整體穩(wěn)定性。在施工中根據(jù)現(xiàn)場狀況進(jìn)行沉降土方的調(diào)整與控制。

填筑土方已經(jīng)達(dá)到了預(yù)定高程之后，要保持其存在6-9個月的預(yù)壓期限，根據(jù)沉降量合理確定。進(jìn)行堆載預(yù)壓處理中，要做好沉降觀測分析，達(dá)到控制填土速率的目的。根據(jù)沉降曲線分析，預(yù)測實(shí)際的固結(jié)狀況，進(jìn)而為施工計量提供參考與支持。在施工中通過高精度水準(zhǔn)儀觀測數(shù)據(jù)信息，對其進(jìn)行詳細(xì)的記錄。

4、公路路基沉降施工質(zhì)量控制

4.1完善施工管理制度

施工單位要各個部門明確自身的職能與責(zé)任，充分協(xié)調(diào)各個部門和機(jī)構(gòu)。施工單位要做好合理的管理。工作人員根據(jù)建筑企業(yè)的實(shí)際狀況對其進(jìn)行科學(xué)管理，保持建筑管理工作有序開展。在實(shí)踐中，可以充分借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀的管理經(jīng)驗(yàn)，協(xié)調(diào)各個部門，根據(jù)實(shí)際狀況，制定符合我國實(shí)際狀況的路基路面沉降施工質(zhì)量控制體系。

4.2加強(qiáng)施工材料檢測工作

在檢測施工材料的時候采用實(shí)驗(yàn)的方法，選擇綜合性能高的材料。施工管理單位對于質(zhì)量控制要點(diǎn)明確之后，就要落實(shí)到具體工作中，使得路基施工質(zhì)量有所提高。項(xiàng)目施工技術(shù)人員在開展施工工作前，對工程施工現(xiàn)場的情況深入研究，對于路基工程施工現(xiàn)場的情況全面掌握，對施工方案予以完善，使得設(shè)計方案落實(shí)到具體的施工中更具有可行性。施工要按照要求展開，對于施工機(jī)械設(shè)備要合理安排，對施工人員合理組織，使用質(zhì)量合格的施工材料，對各種施工方案進(jìn)行對比，選擇最具可行性的方案。

4.3做好現(xiàn)場管理工作

在路基施工的過程中，施工現(xiàn)場管理工作非常重要。施工單位要組織施工人員參與管理工作中，每個施工環(huán)節(jié)的技術(shù)應(yīng)用過程中都要結(jié)合管理。在施工中要對施工現(xiàn)場管理，做好巡查工作，對于當(dāng)前路基項(xiàng)目施工現(xiàn)狀進(jìn)行分析，使得路基施工質(zhì)量提高，壓實(shí)度符合要求。對施工現(xiàn)場管理中，對于基本秩序的有效控制也非常重要，使得施工區(qū)域的含水量符合要求，施工質(zhì)量有所保證。

結(jié)語：

綜上所述，在對公路路基的沉降段進(jìn)行施工時，應(yīng)認(rèn)真對待施工前的準(zhǔn)備工作，提高施工技術(shù)的應(yīng)用水平，加大對施工質(zhì)量的掌控力度，根據(jù)土質(zhì)選擇合適的施工技術(shù)。避免公路在使用的過程中發(fā)生沉降，確保公路工程的整體質(zhì)量，對公路的路基沉降問題引起重視，在施工的過程中正確處理路基沉降段，以保證我國的交通行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

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