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)形式與功能日趨復雜，在施工控制技術(shù)優(yōu)化環(huán)節(jié)，應(yīng)結(jié)合詳細理論及施工跟蹤測試，制定相應(yīng)的施工控制措施，保證達到預期目標成橋狀態(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)，希望能夠為同類橋梁施工項目提供參考。

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，重點在于動力特性及整體剛度的標準制定，過程中要注意風致振動對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)場施工的不斷深入，針對橋梁控制特殊結(jié)構(gòu)施工已經(jīng)對橋梁工期造成制約，常規(guī)施工方案無法滿足其項目要求，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所為室外露天場所，容易受到外部自然條件的影響，大風、暴雨、暴雪等惡劣天氣，以及地震等自然災害，都可能會對高速鐵路橋梁造成一定損傷，存在一定安全隱患。要改善橋梁的抗風性能，應(yīng)盡量降低橋梁強迫共振的發(fā)生概率，利用氣動措施、機械措施、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)動力效應(yīng)大，需要滿足旅客的舒適度要求，對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，天窗時間短，維修養(yǎng)護時間少。因此，施工環(huán)節(jié)增強梁體質(zhì)量，重視構(gòu)造細節(jié)的處理，在運營過程中加強檢查養(yǎng)護，才能夠有效延長橋梁使用時間，發(fā)揮其最大價值。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，具有施工時間短、橋體質(zhì)量高的優(yōu)點[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）梁體預應(yīng)力控制

梁體預應(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目，在預應(yīng)力筋張拉前，應(yīng)根據(jù)實測錨圈口及喇叭口和管道的摩阻損失，進行相應(yīng)的預應(yīng)力調(diào)整，結(jié)合已知的預應(yīng)力筋彈性模量和管道摩阻系數(shù)，對其伸長量進行重新計算。可以使用與錨具匹配的千斤頂及油泵進行標定，注意張拉環(huán)節(jié)梁體對稱、平衡，進行預應(yīng)力及伸長量核算。通過研究表明，橋梁剛度與橋梁動力穩(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，且對于動力穩(wěn)定性存在一定的提升作用。一般來說，預應(yīng)力粗鋼筋較短，其伸長值也存在一定限制，進行錨固螺母鎖緊施工時，經(jīng)常因中心對位失誤造成粗鋼筋伸長量回縮。因此，為保障其張拉質(zhì)量，應(yīng)對精軋螺紋鋼筋進行復拉施工，并在張拉完成后進行錨固，保證不同節(jié)段之間的張拉效果，發(fā)揮其預應(yīng)力控制效果。

（二）橋梁受力控制設(shè)計

高速鐵路大跨度連續(xù)梁拱橋梁施工設(shè)計環(huán)節(jié)，重點注意超限荷載所產(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)鍵指標符合整體施工標準，才能提高橋梁的安全性。設(shè)計環(huán)節(jié)可以通過對橋梁的內(nèi)力索力來進行橋面調(diào)整，優(yōu)化整體橋梁受力狀態(tài)，避免傳統(tǒng)項目設(shè)計中通過主纜進行受力調(diào)整的復雜性，簡化設(shè)計操作流程。進行內(nèi)力計算時可以將梁線與相關(guān)部件的受力情況考慮進去，完成橋梁下值計算。針對高速鐵路大跨度連續(xù)梁的特點，橋梁設(shè)計時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，明確索力目標值，在橋梁張拉完成后，進行主梁施工標高作業(yè)設(shè)計。過程中對于千斤頂?shù)氖褂谩烁叻秶蛄鹤畲髲埨Ψ秶家龀鱿鄳?yīng)規(guī)定，保證設(shè)計效果方便進行質(zhì)量控制。可以采用交替張拉法進行不同橋梁的輪次張拉，并將對稱張拉作為核心設(shè)計原則，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)計方案。橋梁內(nèi)力設(shè)計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)，還會影響整個橋梁的主梁受力。進行工程設(shè)計環(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，長時間的使用過程中，外界環(huán)境中的溫差變化、日照強度、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)計環(huán)節(jié)，要采取有效的方案降低這部分影響力，尤其對于橋梁頂部控制結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)設(shè)計。可以設(shè)計一個主體偏離監(jiān)控方案，在橋梁塔頂上建立觀測點，借助高精準度儀器定期進行橋梁位移情況測定。設(shè)計環(huán)節(jié)要充分考慮到環(huán)境因素對于主體形變測量的影響，將位移監(jiān)測工作設(shè)計在日出前進行，并且選擇多種天氣狀態(tài)進行不定期觀察，從而保障高速鐵路大跨度連續(xù)梁設(shè)計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)場環(huán)境情況，對施工作業(yè)進度進行統(tǒng)籌安排，在澆筑工作完成后，還要拆解臨時支座，做好風險預防工作，避免因拆解工作對整個工程質(zhì)量造成不良影響。橋梁荷載要求考慮進主體設(shè)計環(huán)節(jié)，基于主體實際應(yīng)力與設(shè)計理論值會存在一定的差異性，不能完全滿足誤差參數(shù)識別要求，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)梁的線形和預應(yīng)力滿足施工環(huán)節(jié)及成橋開通時的荷載要求，并對同類橋梁施工作業(yè)提供借鑒。

參考文獻：

[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)靜力計算[J].土木工程學報，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].浙江水利水電學院學報，2020，32（04）：45-48.