淺析大跨度預應力混凝土橋梁施工及檢測

鄒國助

（貴州省公路工程集團有限責任公司）

0 前言

在上世紀六十年代中期，自從德國萊茵河上采用懸臂澆筑的方法完成Bendoff大橋工程以來，懸臂澆筑拼裝的施工工藝得到快速發(fā)展和改進、并進行推廣應用，使得預應力混凝土結(jié)構(gòu)的橋粱成為大多數(shù)國家采用主要橋型。我國設計建設預應力混凝土橋梁起步比歐洲要晚，但是隨著最近二十年公路橋梁工程的快速發(fā)展，預應力混凝土橋梁的規(guī)劃設計，試驗研究、結(jié)構(gòu)分析以、機械設備和施工工藝等方面不斷深入發(fā)展，預應力混凝土橋梁的施工技術(shù)已經(jīng)有了非常高的水平。可是由于大跨度預應力混凝土橋梁的自身特點，施工技術(shù)的難點比較多，所以在施工過程中對橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行嚴格的控制，才能保障橋梁的施工質(zhì)量，使工程順利竣工并投入使用。

1 大跨度預應力混凝土橋梁

要合理控制大跨度預應力混凝土橋梁工程的施工建設必須從各個方面來開展工作。橋梁工程整體施工控制的第一步就是在工程施工之前對其進行理論分析并選擇橋梁形狀。有限元數(shù)值模擬分析是當前橋梁工程進行結(jié)構(gòu)問題分析的重要輔助手段，通過對實際工程模擬的合理簡化假定，然后進行有限元模型的分析，能夠有效的分析橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應力分布情況以及加載后變形情況。目前橋梁工程領域中常用的結(jié)構(gòu)有限元分析軟件有ABAQUS、ANSYS、SUPSAP等，這些有限元軟件各有優(yōu)缺點，在結(jié)構(gòu)分析過程中側(cè)重點各有不同，一般在結(jié)構(gòu)分析過程中常用的是ABAQUS和ANSYS軟件。進行橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析時，第一步是對大跨度預應力混凝土橋梁進行合理的建模，然后依據(jù)工程實際情況對模型加入邊界條件和應力條件等。在模型進行整體計算分析后就是后處理過程，這一步可以非常直觀的分析研究橋梁結(jié)構(gòu)的截面應力以及位移，從而能夠很好的為大跨度預應力混凝土橋梁的整體設計和施工控制提供參考依據(jù)。

在現(xiàn)代大跨度預應力混凝土橋梁施工控制過程中，線性控制理論與技術(shù)是一項非常重要的工程技術(shù)，它是通過對整體橋梁進行理論分析來工程設計，以便進行橋梁施工控制。這種工程技術(shù)的最主要的目的是能夠?qū)蛄侯A拱度的計算進行控制。采用線性控制理論與技術(shù)的方法來計算可以有效的獲得各節(jié)段立模的標高，給工程項目的設計帶來一定的參考。某橋梁工程中箱梁截面線形控制點位置示意圖見圖1。控制點B用截面尺寸為100 mm×100 mm×12 mm的鋼板預埋，鋼板頂面齊平于相應箱梁截面頂面混凝土表面的對應位置，控制點A、C、D采用的都是短鋼筋預埋，其頂端應平滑，短鋼筋伸出的長度比對應箱梁截面混凝土表面高5 mm；它既是箱梁軸線的控制點也是箱粱撓度和頂面高程的控制點。控制點可以用紅油漆來進行編號注明。

圖1 某箱粱截面線形控制點位置示意圖

在橋梁施工工藝上，大跨度預應力混凝土橋梁施工與普通的混凝土橋梁具有很大的區(qū)別，所以在選擇橋梁截面形狀時考慮的問題也不一樣。通常普通的混凝土橋梁的截面形式是T型或者槽型，但是在大跨度預應力混凝土橋梁工程中通常會選擇變截面的箱型截面。這是因為箱型截面的構(gòu)件能夠承受更大的載荷，同時其自重也輕，其次由于大跨度預應力橋梁的受力特點，邊跨和中跨的彎矩不同，每跨彎矩的分布情況也不同，因此通常將不等跨的變截面箱型結(jié)構(gòu)作為這種橋梁的基本截面形式。

2 施工過程中的質(zhì)量控制

在大跨度預應力混凝土橋梁施工過程中，要保障工程整體的施工質(zhì)量首先必須加強各方面的管理。工程材料的質(zhì)量直接影響到整體工程質(zhì)量的源頭。在橋梁工程施工過程中，因為工程材料不合格導致的工程事故經(jīng)常發(fā)生，所以對工程材料的嚴格管理對橋梁施工的質(zhì)量具有非常重要的意義。首先橋梁構(gòu)件的各個配件相匹配，例如工作卡片的大小、波紋管的大小都應該與骨架鋼筋相匹配。其次應該嚴格管理工程施工材料的招標工作，在招標過程中工程既要考慮工程材料的價格，更要重視工程材料的質(zhì)量。在橋梁工程施工過程中，應該按照施工設計圖紙要求進行施工，嚴格遵照預定的施工順序進行施工，堅決不能忽略某些施工步驟。在進行混凝土的澆筑工作時應該嚴格按照相關設計規(guī)范的要求進行，決不允許隨意更改澆筑的順序。在混凝土橋梁進行組裝時必須按照相關的要求，例如混凝土板的位置、螺母的尺寸以及接口焊接工作等。這些細節(jié)問題都能影響著工程質(zhì)量的好壞。工程施工人員也是影響橋梁工程整體施工的重要因素，因此在施工的過程中重視工程施工人員的管理對保障工程施工質(zhì)量也具有十分重要的意義。第一要建立一套合理的管理制度體系，明確規(guī)定施工人員的施工行為，同時對施工發(fā)生嚴重失誤的人員進行處理；第二要成立嚴格的監(jiān)管機構(gòu)，實行領導負責制，以此規(guī)范和監(jiān)管施工人員的施工行為；第三定期對施工人員進行培訓，要包括具體的施工技術(shù)能力和應對突發(fā)工程問題的能力等培訓內(nèi)容。通過以上措施加強施工人員的管理，能夠有效的減少因為人為因素而產(chǎn)生的工程質(zhì)量問題。

圖2 大橋施工監(jiān)控管理程序

3 施工后期的橋梁結(jié)構(gòu)測量

為了驗證橋梁施工的效果，在橋梁施工完成后應該對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行技術(shù)控制，同時根據(jù)檢測的結(jié)果及時調(diào)整橋梁的施工。

3.1 橋墩高度的測量

橋墩高度測量是橋梁施工控制的一種主要技術(shù)手段，能夠針對橋梁工程的沉降問題進行直觀測試。在實際工程測量過程中先在橋梁的兩岸劃分布控網(wǎng)點，然后采用交匯的方式，用全站儀可以測出橋墩頂部的坐標，同時將該坐標作為下一步測量的基準點。然后重復以上的操作方法，將橋墩頂部全都標示出基準點。這一步的目的是為了在施工后能夠隨時通過全站儀對橋墩高度進行檢測，這樣就能隨時控制橋梁的變形。

3.2 橋梁整體軸線及撓度測量

為了掌握橋梁的整體并行程度需要對橋梁整體軸線和撓度進行測量，以便為橋梁后期的維護檢修提供依據(jù)。在大跨度預應力混凝土橋梁的施工過程中應該在每一節(jié)段設置2～4個觀測點，以便對橋梁的軸線和標高進行觀測。一般測點采用短鋼筋，然后刷紅色油漆來編號注明。在對橋梁的軸線進行測量時，根據(jù)預定的工序通過儀器對相鄰兩測點進行校核，這樣就能達到軸線測量的目的。在進行撓度測量時應該依據(jù)選取的觀測點，按照高度差距進行平均，這樣得到的就是橋梁整體的高程值。在不同工況下根據(jù)給定立模標高立模的高程值和觀測的主梁撓度變化值，也能夠獲得主梁頂面的高程值，對比兩者來檢驗施工的質(zhì)量。

3.3 主梁的立模標高

測量主梁的立模標高對橋梁的整體施工控制也有非常重要的影響。主梁的立模標高測量可以很好地控制各箱粱頂面高程。在大跨度預應力混凝土橋梁箱梁懸臂施工過程中，對各主梁的立模標高須進行抽測，以便在施工完成后主橋成橋豎曲線能夠更好的接近控制豎曲線。

4 結(jié)束語

大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術(shù)的分析有很重要的意義。在實際工程施工過程中，進行全方位的施工控制才能保障橋梁工程的施工質(zhì)量。本文基于實際工程進行分析和闡述在橋梁的施工與檢測，對于大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術(shù)的研究和發(fā)展具有重要的參考價值。

［1］黃騰，張書豐，章登精，等.大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁施工控制技術(shù)［J］.河海大學學報（自然科學版），2003，（6）：110－111.

［2］汪劍，方志.大跨預應力混凝土連續(xù)梁橋施工控制研究［J］.湖南大學學報（自然科學版），2003，（S1）：60－61.

［3］吳忠，郭士賢.公路路基沉陷的成因分析及對策［J］.山西交通科技，2003，（3）：96.