預應力混凝土橋梁施工控制研究

艾爾西丁·阿不都熱依木

(新疆路橋總公司第一工程處)

1 施工控制的具體內容

結構應力、結構穩定性、結構變形控制等都是預應力混凝土橋梁施工控制的對象及具體內容。線形控制的本質是指確保施工過程中每一個細小節段的橫向位移及豎向撓度都能滿足預期設計的要求，而且橋梁在施工完成之后顯現出來的線形及整體形狀沒有與預期設計存在顯著的偏差。內力的控制對象及具體內容則是主梁與施工完成之后的橋梁在施工過程中的預期應力。特別要注意合攏時預應力的控制，預應力偏大或偏小都會直接影響整體橋梁的安全系數，所以在施工的時候，一定要保證橋梁最終的預應力能夠達到預期設計的需求。橋梁在施工每個階段中的施工配件、人員及整體橋梁的安全穩定等都是施工控制中最根本的要求。

2 影響預應力混凝土橋梁施工控制的若干因素及控制方式

2.1 溫度變化產生的影響及控制形式

橋梁在不同的溫度環境中會呈現出不同的數值，橋梁結構的變形和受力情況會隨著溫度的改變而發生相應的改變。由于溫度的影響，橋梁實際測量得到的數據與預期數據之間一定會存在著些微的偏差。如果施工管理者忽略溫度帶來的影響，沒有安排人員及時進行測量，就無法獲得橋梁實際的數據，導致在施工中的安全穩定性數值偏低，最終影響橋梁的整體安全穩定性。在施工過程中，應該配有專門的人員負責量測橋梁在不同溫度下呈現出來的結構狀態，應力、應變情況等。將測量的實際數據與理想數據進行比較，積極采取合理的措施來降低溫度帶來的影響，使橋梁施工過程中的實際數據盡可能靠近理想數據。

2.2 結構參數產生的影響及控制形式

結構參數是構成橋梁整體施工控制預期分析及估測的基本元素，如果結構參數存在偏差，橋梁整體施工的分析及估測結論的準確性也將會出現偏差。施工荷載、材料熱膨脹系數、結構構件截面尺寸、材料容重、預應力、結構材料彈性模量、索力等都是橋梁結構參數的具體構成因素。工程管理者在施工過程中，一定要保證在高度準確性的結構參數的基礎上，進行全面完整的分析及估測。負責收集橋梁結構參數的施工人員應該保持謹慎的態度，仔細核對每一個數據，使收集的參數數據與實際相符。

2.3 材料收縮、徐變產生的影響及控制形式

在一般情況下，大跨徑橋梁施工過程中的混凝土都存在各個階段齡期差異性大、加載齡期小的現象，這些現象會引起材料的收縮及徐變，進而影響橋梁的結構變形、內力及整體結構。所以在混凝土橋梁的施工過程中，要認真分析材料發生收縮機徐變的具體情況，選擇使用符合實際要求的計算模型及徐變參數。

2.4 結構計算分析模型產生的影響及控制形式

在施工控制中會簡化橋梁的結構，建立相似的模型，然后在模型的基礎上采用適宜的分析方法及措施來進行預測。橋梁結構在簡化模型計算分析的過程中會產生相應的偏差，例如橋梁模型的精確度、假設條件的合理與否、邊界條件的處理等。如果沒有處理好這些細微的偏差，在實際應用中將會導致施工的不合理，影響橋梁施工的整體質量。在橋梁的施工控制中要加大對簡化模型計算分析數據準確性的重視力度，在需要的時候可以進行專門的試驗研究，確保能將簡化模型計算分析方式中可能出現的誤差降到最低，提高計算分析結果的可靠性。

2.5 施工工藝、施工監測產生的影響及控制形式

施工控制的本質是為了獲得最佳的施工效果，施工工藝的選擇、實施及施工過程的監測都會對施工控制最終目標的實現產生直接的影響。在橋梁施工中選擇的施工工藝必須要契合控制的要求，并確保科學實施。橋梁工程管理者應該嚴格監測施工過程中由于沒有按照合理的施工步驟實施而產生結構制作、安裝等方面的誤差，讓施工整體狀態符合控制的要求。施工人員應該實時對橋梁施工過程進行監測，監測的內容包括應力、變形、數據采集、測量方法、儀器安裝、測量儀器、環境情況等相關的數據，并對數據進行反復核查，確保數據的高度準確性。

3 預應力混凝土橋梁施工控制中誤差的調整

在現代系統工程學理論的基礎上，可以將橋梁施工過程視為一個復雜而且具有多面性質的動態系統，結合現代控制理論，針對工程實際測量狀態、理想狀態及誤差信息及數據施行深入的分析，并探討并制定能夠調整變量的最優方案。根據最優方案在橋梁的施工現場進行調整，讓橋梁整體結構的實際施工狀態逐漸接近理想狀態。灰色理論法、最小二乘法及Kalman過濾法都是在橋梁施工控制中經常用到的理論及方法。施工管理者結合這些常用方法，做好橋梁結構的前期預報及后期調整工作，在目前施工的實際狀態基礎上進行倒裝計算和正裝計算，預測估計在今后施工過程中可能出現的應力及變形情況。

4 預應力混凝土橋梁結構的理論計算分析

一般情況下應該整合有限元素來計算橋梁的結構，分析探討每個施工環節中相應截面的位移、應力，并把分析得出的結果作為施工控制的依據。正裝、倒裝分析法、無應力狀態計算法都是目前我國橋梁施工控制經常使用的結構計算方法。正裝計算能夠模擬分析橋梁結構實際的施工過程，把混凝土收縮、徐變非線性等問題納入考慮范圍之內，能夠及時了解每個施工階段中橋梁結構的受力及位移情況。在預應力混凝土橋梁的結構計算中，首先施行正裝計算，然后再進行倒裝計算，逆轉橋梁結構實際的施工順序來計算并確定施工的預拱度。無應力狀態是基于結構中每個構件的無應力曲率及長度不存在改變情況的一種計算分析形式，這種形式適用于跨度較大的懸索橋與拱橋的施工控制，使用這種形式能有效結合施工中每個階段與橋梁結構成橋后整體的情況。整合有限元素進行分析的時侯，建造的模型要滿足橋梁的結構特點。選擇使用的計算分析軟件應該便于工程應用，可以選擇ANSYS、SUPSAP、橋梁博士、GQJS、COS-MOS等享譽國內外的正版結構有限元分析軟件包。這些軟件都具備優異的前后處理功能。

5 結束語

預應力混凝土橋梁施工控制的根本目的是確保施工過程中的安全穩定，并盡最大的努力讓施工過程呈現出來的整體狀態滿足預期設計的要求，橋梁整體的受力及線性都在預期設計的范圍內。施工管理者首先要全面了解并掌握影響預應力混凝土橋梁施工控制的若干因素，估計可能發生的狀態偏離狀況，探討有效的應對措施，只有這樣才能保證施工控制的科學合理性，才能獲得最佳的控制效果。著重分析了幾個關于預應力混凝上橋梁施工控制的內容，為預應力混凝橋梁施工控制提供一定的理論基礎，并希望能夠引起工程管理者對施工控制的重視力度。

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