連續(xù)鋼構(gòu)橋施工控制技術(shù)分析

吳威 陳大紅

（1.湖北省路橋集團有限公司，湖北武漢430030；2.中天路橋有限公司，湖北武漢430000）

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋具有行車舒適、施工簡便、造價經(jīng)濟、外形美觀、結(jié)構(gòu)剛度大、跨越能力大、受力合理等諸多優(yōu)點，尤其適合于跨越深谷、大河、急流的橋位，因而在實際工程中得到廣泛的應(yīng)用。但施工過程中一定要做好施工技術(shù)控制工作，以保證大橋順利合攏，保證結(jié)構(gòu)的受力合理和線形平順，確保結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。連續(xù)鋼構(gòu)橋施工過程中有幾個施工難度，也是施工控制的重點，下面簡要對這幾個方面的問題進行探討。

一、加強箱梁腹板、底板裂縫的控制

連續(xù)鋼構(gòu)橋施工過程中，由于其受力特點的原因，容易導(dǎo)致箱梁的腹板、底板產(chǎn)生裂縫。可采取以下措施予以控制。

1合理選擇箱梁下緣曲線，可對底板下緣曲線采用半立方拋物線和二次拋物線，采用變截面箱梁，以改善底板的受力狀況。

2連續(xù)鋼構(gòu)在對稱縱向荷載作用下，頂?shù)装鍣M向不同位置會產(chǎn)生縱向位移差，還會使其截面產(chǎn)生縱向翹曲位移，所以應(yīng)注意改善預(yù)應(yīng)力筋的布置。

3嚴格按照橫、豎向預(yù)應(yīng)力張拉順序張拉預(yù)應(yīng)力，通常澆筑完一個節(jié)段的混凝土后，就馬上對本節(jié)段的橫、豎向預(yù)應(yīng)力筋進行張拉。“滯后張拉”能夠有效改善預(yù)應(yīng)力分布狀態(tài)，即是張拉的預(yù)應(yīng)力筋離節(jié)段斷部或合龍段有一定距離，在很多工程中，滯后張拉長度超長，偏差超小。為使混凝土上預(yù)應(yīng)力分布均勻，縱向預(yù)應(yīng)力索在每個節(jié)段都應(yīng)下彎。

4高跨比是影響主梁受力狀態(tài)的主要參數(shù)，合理布置橋梁跨徑，梁高適當增加，有助于改善主梁應(yīng)力狀態(tài)，提高主梁剛度；此外，有的工程中為降低結(jié)構(gòu)自重而使箱梁腹板截面幾何尺寸偏小，這種情況在寬箱梁中便會適當?shù)慕档蜆蛄焊拱搴穸龋瑢?dǎo)致截面抗剪能力儲備不足，容易引起裂縫，所以必須注意保證足夠的截面尺寸。

5在中跨跨中及懸臂中部設(shè)置橫隔板，可使箱梁畸變剛度得到提高，從而提高該部位的抗裂性能。

6橋梁裂縫的另一個重要原因就是橋梁基礎(chǔ)處理不夠、出現(xiàn)不均勻沉降，所以橋梁施工必須認真做好基礎(chǔ)處理，加強基礎(chǔ)施工的質(zhì)量管理。

7有的橋梁工程中因沒有考慮足夠的非線性溫差，而活載及非線性溫差正是邊跨現(xiàn)澆段上緣出現(xiàn)較大拉應(yīng)力的主要原因，這種拉應(yīng)力便會導(dǎo)致箱梁開裂。所以設(shè)計及施工過程中要進行合理的溫度取值，以確保結(jié)構(gòu)的安全性。

8橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量受到水泥及骨料品種、級配、鋼筋等原材料質(zhì)量影響較大，宜配置水化熱較低的施工混凝土配合比，以降低因混凝土水化熱而引起的裂縫，應(yīng)考慮采用一些如輕質(zhì)混凝土等新材料，這樣有利于降低結(jié)構(gòu)自重，在一定程度上解決應(yīng)力導(dǎo)致的裂縫問題；合攏段混凝土標號可相應(yīng)的提高半級或一級。

9施工中應(yīng)精確控制預(yù)應(yīng)力導(dǎo)管的定位，并加強底板混凝土澆注質(zhì)量的控制，上下層箍筋和鉤筋也可適當增加，以提高底板承載能力和抗裂縫能力。

二、加強連續(xù)剛構(gòu)橋合攏段的施工控制

連續(xù)剛構(gòu)橋的合攏工藝復(fù)雜，工序繁多，并且橋梁在合攏施工時的受力狀態(tài)最為不利，增加了施工的難度，合攏工藝質(zhì)量要求較高，所以連續(xù)鋼構(gòu)橋施工必須認真做好合攏段的施工技術(shù)控制。

1做好勁性鋼骨架的預(yù)埋工作。根據(jù)設(shè)計要求預(yù)先將勁性骨架埋置于最后一個懸臂節(jié)段的前端，應(yīng)準確預(yù)估梁體最后一個懸臂節(jié)段的施工撓度，并準確定位預(yù)埋骨架，防止骨架合攏時的焊接存在問題。

2配重的設(shè)置。根據(jù)設(shè)計提供的最大極限配重并結(jié)合實際情況來確定合攏配重重量，須注意均勻?qū)ΨQ，以便在混凝土澆筑過程中保持合攏段兩端不發(fā)生相對變位，調(diào)整成橋后期砼的徐變，配重時應(yīng)注意避免對梁體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)和沖擊。

3兩懸臂端的頂開。需在高溫季節(jié)進行合攏的橋梁宜采用頂開法合攏措施，頂開法合攏需對橋梁所處的環(huán)境、溫度、墩高、跨徑等不同因素綜合應(yīng)力條件進行計算、設(shè)計，最終方可確定頂力或頂開距離。連續(xù)剛構(gòu)橋僅在中跨合攏時進行適當?shù)捻旈_，以消除高溫合攏影響，改善橋墩受力，頂開工藝只在中跨合攏時進行，用千斤頂對兩懸臂端進行適量的頂開，邊跨合攏不需要頂開。應(yīng)根據(jù)懸臂梁的實際受力情況來確定千斤頂?shù)陌卜盼恢茫ǔ⑶Ы镯斣O(shè)置在箱梁的頂板上。設(shè)置千斤頂時應(yīng)該注意橫橋向均衡對稱，以防止產(chǎn)生橫橋向的彎矩。頂開的控制可根據(jù)具體的情況來確定，分頂開力控制和以頂開量控制，從改善橋墩受力和對后期砼收縮角度考慮，宜采取頂開力控制，從補償合攏溫度影響的角度考慮，宜采取頂開量控制。

4勁性骨架的焊接。將勁性骨架在合攏溫度下鎖定焊接，一般情況下最佳合攏鎖定溫度在15～20℃，若在高溫季節(jié)應(yīng)在當日中最低溫度時進行合攏鎖定。

5臨時束的張拉。通常在合攏段頂板處設(shè)有一對臨時預(yù)應(yīng)力束，應(yīng)在合攏時進行張拉并在合攏后拆除。

6合攏段砼的澆筑。澆筑合攏段的混凝土時，應(yīng)做到同步釋放等重量的配重，還應(yīng)加強合攏段的混凝土澆筑和振搗質(zhì)量控制，并認真做好混凝土的養(yǎng)護工作。

三、加強連續(xù)鋼構(gòu)橋的施工監(jiān)控

應(yīng)加強連續(xù)鋼構(gòu)橋的施工過程中的監(jiān)控，主要包括以下幾個方面。

1高程線形控制。

可采用自適應(yīng)控制法、卡爾曼濾波法及人工網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)等方法來進行高程線形監(jiān)控，其中自適應(yīng)控制方法易于理解和掌握，因而在實際橋梁施工中應(yīng)用較多。自適應(yīng)控制方法進行箱梁高程監(jiān)控，應(yīng)做好這幾個方面：

（1）箱梁理論標高的計算，在標高控制中，只要理論模型符合實際，即能得出立模標高，從而在施工過程中使立模標高放樣準確，便能實現(xiàn)控制的目的；

（2）箱梁撓度測試，對每個箱梁懸臂澆注階段須進行4次測量，包括張拉預(yù)應(yīng)力筋前、掛籃移動后、節(jié)段混凝土澆注完、張拉預(yù)應(yīng)力筋后，這樣有利于控制箱梁撓度；

（3）做好箱梁實測數(shù)據(jù)處理、參數(shù)識別和預(yù)測標高等工作的協(xié)調(diào)處理，應(yīng)及時準確地處理實測數(shù)據(jù)，對于認為可能有問題的數(shù)據(jù)應(yīng)進行復(fù)測；得到實測數(shù)據(jù)后即進行參數(shù)識別，也即是分析和修正主要設(shè)計參數(shù)，并重新反饋到控制計算中，得出較為合理的施工中的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形值；在參數(shù)識別的基礎(chǔ)上進行預(yù)測標高，采用溫度——撓度變形測量解決溫度的影響問題；為盡量避免溫度變化對高程線形的影響，應(yīng)盡可能選擇在溫度較穩(wěn)定、影響較小的時候來確立立模標高。

2應(yīng)力控制。

須對關(guān)鍵截面的受力情況進行應(yīng)力監(jiān)控，該關(guān)鍵截面是通過結(jié)構(gòu)分析所確定的，當應(yīng)力超過一定范圍時應(yīng)發(fā)出安全預(yù)警以采取處置措施確保結(jié)構(gòu)安全。將現(xiàn)場實測值和理論計算值相比較，并適當調(diào)整設(shè)計參數(shù)修正計算模型，以實現(xiàn)應(yīng)力控制。通常采用鋼弦式應(yīng)力計和鋼筋式應(yīng)力計來檢測應(yīng)變，以此來實現(xiàn)應(yīng)力檢測，并在應(yīng)力計附近埋置溫度感應(yīng)計，根據(jù)混凝土體內(nèi)溫度效定應(yīng)力對溫差的影響異變情況，為減小溫度的影響，可在早晨進行觀測，以便最大限度減小溫度引起的誤差。

結(jié)語

總之，雖然連續(xù)鋼構(gòu)橋具有很多優(yōu)點，但同時也具有施工控制難的問題，尤其是撓度、裂縫及應(yīng)力幾個方面難于控制，給橋梁工程留下質(zhì)量隱患。所以必須嚴格做好連續(xù)鋼構(gòu)橋的施工控制工作，確保橋梁的施工質(zhì)量和施工安全。

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