高速鐵路大跨度連續(xù)梁拱橋梁施工控制技術(shù)研究

王旭

摘 要：現(xiàn)代大跨度橋梁結(jié)構(gòu)形式與功能日趨復(fù)雜，在施工控制技術(shù)優(yōu)化環(huán)節(jié)，應(yīng)結(jié)合詳細(xì)理論及施工跟蹤測(cè)試，制定相應(yīng)的施工控制措施，保證達(dá)到預(yù)期目標(biāo)成橋狀態(tài)。本文通過介紹高速鐵路橋梁施工控制技術(shù)的研究目的，探究高速鐵路大跨度連續(xù)梁拱橋梁施工控制技術(shù)，希望能夠?yàn)橥悩蛄菏┕ろ?xiàng)目提供參考。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;大跨度連續(xù)梁;橋梁施工

引言：

高速鐵路大跨度連續(xù)梁拱橋梁施工控制工作中，重點(diǎn)在于動(dòng)力特性及整體剛度的標(biāo)準(zhǔn)制定，過程中要注意風(fēng)致振動(dòng)對(duì)橋梁彎扭耦合顫振穩(wěn)定性的影響效果。隨著現(xiàn)代橋梁現(xiàn)場(chǎng)施工的不斷深入，針對(duì)橋梁控制特殊結(jié)構(gòu)施工已經(jīng)對(duì)橋梁工期造成制約，常規(guī)施工方案無法滿足其項(xiàng)目要求，需要革新施工控制技術(shù)。

一、高速鐵路橋梁施工控制技術(shù)研究目的

絕大多數(shù)高速鐵路橋梁的使用場(chǎng)所為室外露天場(chǎng)所，容易受到外部自然條件的影響，大風(fēng)、暴雨、暴雪等惡劣天氣，以及地震等自然災(zāi)害，都可能會(huì)對(duì)高速鐵路橋梁造成一定損傷，存在一定安全隱患。要改善橋梁的抗風(fēng)性能，應(yīng)盡量降低橋梁強(qiáng)迫共振的發(fā)生概率，利用氣動(dòng)措施、機(jī)械措施、結(jié)構(gòu)措施等技術(shù)手段，避免因結(jié)構(gòu)疲勞減少橋梁使用壽命，保證橋上行車安全。高鐵橋梁的結(jié)構(gòu)動(dòng)力效應(yīng)大，需要滿足旅客的舒適度要求，對(duì)橋上軌道平順性要求高，但由于高速鐵路采用全封閉行車模式，行車密度大，橋梁比例大、數(shù)量多，天窗時(shí)間短，維修養(yǎng)護(hù)時(shí)間少。因此，施工環(huán)節(jié)增強(qiáng)梁體質(zhì)量，重視構(gòu)造細(xì)節(jié)的處理，在運(yùn)營(yíng)過程中加強(qiáng)檢查養(yǎng)護(hù)，才能夠有效延長(zhǎng)橋梁使用時(shí)間，發(fā)揮其最大價(jià)值。現(xiàn)代高速鐵路多采用“先梁后拱”的施工模式，即搭設(shè)支架、現(xiàn)澆混凝土、張拉系梁預(yù)應(yīng)力、搭設(shè)支架、張拉橋梁。這種“先梁后拱”的施工工藝較為成熟，具有施工時(shí)間短、橋體質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)[1]。

二、高速鐵路大跨度連續(xù)梁拱橋梁施工控制技術(shù)應(yīng)用方案

（一）梁體預(yù)應(yīng)力控制

梁體預(yù)應(yīng)力控制是高速鐵路大跨度連續(xù)梁拱橋梁施工中的重要項(xiàng)目，在預(yù)應(yīng)力筋張拉前，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)錨圈口及喇叭口和管道的摩阻損失，進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力調(diào)整，結(jié)合已知的預(yù)應(yīng)力筋彈性模量和管道摩阻系數(shù)，對(duì)其伸長(zhǎng)量進(jìn)行重新計(jì)算。可以使用與錨具匹配的千斤頂及油泵進(jìn)行標(biāo)定，注意張拉環(huán)節(jié)梁體對(duì)稱、平衡，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力及伸長(zhǎng)量核算。通過研究表明，橋梁剛度與橋梁動(dòng)力穩(wěn)定性有較大關(guān)系，高速鐵路大跨度連續(xù)梁拱橋梁施工中，其豎向剛度較強(qiáng)，且對(duì)于動(dòng)力穩(wěn)定性存在一定的提升作用。一般來說，預(yù)應(yīng)力粗鋼筋較短，其伸長(zhǎng)值也存在一定限制，進(jìn)行錨固螺母鎖緊施工時(shí)，經(jīng)常因中心對(duì)位失誤造成粗鋼筋伸長(zhǎng)量回縮。因此，為保障其張拉質(zhì)量，應(yīng)對(duì)精軋螺紋鋼筋進(jìn)行復(fù)拉施工，并在張拉完成后進(jìn)行錨固，保證不同節(jié)段之間的張拉效果，發(fā)揮其預(yù)應(yīng)力控制效果。

（二）橋梁受力控制設(shè)計(jì)

高速鐵路大跨度連續(xù)梁拱橋梁施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)注意超限荷載所產(chǎn)生的影響，保證整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、橋梁索力、加勁梁撓度等關(guān)鍵指標(biāo)符合整體施工標(biāo)準(zhǔn)，才能提高橋梁的安全性。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以通過對(duì)橋梁的內(nèi)力索力來進(jìn)行橋面調(diào)整，優(yōu)化整體橋梁受力狀態(tài)，避免傳統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中通過主纜進(jìn)行受力調(diào)整的復(fù)雜性，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)操作流程。進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算時(shí)可以將梁線與相關(guān)部件的受力情況考慮進(jìn)去，完成橋梁下值計(jì)算。針對(duì)高速鐵路大跨度連續(xù)梁的特點(diǎn)，橋梁設(shè)計(jì)時(shí)可以選擇橋梁張拉與索力雙控相配合的方式，將橋梁位移為主要內(nèi)容，明確索力目標(biāo)值，在橋梁張拉完成后，進(jìn)行主梁施工標(biāo)高作業(yè)設(shè)計(jì)。過程中對(duì)于千斤頂?shù)氖褂谩?biāo)高范圍、橋梁最大張拉力范圍都要做出相應(yīng)規(guī)定，保證設(shè)計(jì)效果方便進(jìn)行質(zhì)量控制。可以采用交替張拉法進(jìn)行不同橋梁的輪次張拉，并將對(duì)稱張拉作為核心設(shè)計(jì)原則，適度調(diào)整拉桿來優(yōu)化張拉空間，以及下拉桿的連接套筒更換設(shè)計(jì)方案。橋梁內(nèi)力設(shè)計(jì)是高速鐵路大跨度連續(xù)梁拱橋梁施工控制技術(shù)的關(guān)鍵部分，它不僅與橋梁直接受力情況有關(guān)，還會(huì)影響整個(gè)橋梁的主梁受力。進(jìn)行工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要合理估算橋梁內(nèi)力的有效施工誤差范圍，保證橋梁施工的線性要求及安全質(zhì)量。

（三）橋梁主體設(shè)計(jì)優(yōu)化

高速鐵路大跨度連續(xù)梁拱橋梁施工控制技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，主要包括自身結(jié)構(gòu)及適應(yīng)力的變形控制，橋梁主體在施工成橋狀態(tài)下能夠平衡荷載力，長(zhǎng)時(shí)間的使用過程中，外界環(huán)境中的溫差變化、日照強(qiáng)度、混泥土徐變都可能使得主體逐漸產(chǎn)生位移。在橋梁主體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要采取有效的方案降低這部分影響力，尤其對(duì)于橋梁頂部控制結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)設(shè)計(jì)。可以設(shè)計(jì)一個(gè)主體偏離監(jiān)控方案，在橋梁塔頂上建立觀測(cè)點(diǎn)，借助高精準(zhǔn)度儀器定期進(jìn)行橋梁位移情況測(cè)定。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要充分考慮到環(huán)境因素對(duì)于主體形變測(cè)量的影響，將位移監(jiān)測(cè)工作設(shè)計(jì)在日出前進(jìn)行，并且選擇多種天氣狀態(tài)進(jìn)行不定期觀察，從而保障高速鐵路大跨度連續(xù)梁設(shè)計(jì)施工完成后的使用效果。在高速鐵路大跨度連續(xù)梁施工環(huán)節(jié)，施工單位要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況，對(duì)施工作業(yè)進(jìn)度進(jìn)行統(tǒng)籌安排，在澆筑工作完成后，還要拆解臨時(shí)支座，做好風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防工作，避免因拆解工作對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量造成不良影響。橋梁荷載要求考慮進(jìn)主體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，基于主體實(shí)際應(yīng)力與設(shè)計(jì)理論值會(huì)存在一定的差異性，不能完全滿足誤差參數(shù)識(shí)別要求，因此要優(yōu)化主體控制應(yīng)力的變化情況，可以在單個(gè)塔柱的底部及頂端位置布置應(yīng)變傳感元件[2]。

結(jié)論：

不同特殊結(jié)構(gòu)橋梁需要根據(jù)邊界條件的不同，匹配相應(yīng)的施工控制技術(shù)，這為高速鐵路大跨度連續(xù)梁拱橋梁施工提供了新的作業(yè)思路。其技術(shù)核心在于保障連續(xù)梁的線形和預(yù)應(yīng)力滿足施工環(huán)節(jié)及成橋開通時(shí)的荷載要求，并對(duì)同類橋梁施工作業(yè)提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔明珠，殷永高，任偉新.基于撓度理論的連續(xù)梁與懸索組合橋梁結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算[J].土木工程學(xué)報(bào)，2020，53（12）：106-113.

[2]王雪乾.基于托架法的連續(xù)梁邊跨現(xiàn)澆施工技術(shù)在高墩橋梁工程中的應(yīng)用[J].浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，32（04）：45-48.