覃冠華
(廣西壯族自治區(qū)金城江公路管理局,廣西 河池 547000)
施工控制是橋梁建設中不可或缺的一部分,是隨著橋梁向大跨度方向發(fā)展而逐步發(fā)展起來的。在施工控制實施之前,首先必須結合設計圖紙和相關實際情況對橋梁進行建模和計算分析,確定結構特別是主梁在施工過程以及成橋后的受力、變形等情況,在現場施工控制的過程中以此計算結果為依據,在最大程度上使成橋后的線形和受力狀態(tài)滿足設計和規(guī)范要求。
大跨度連續(xù)剛構橋施工過程較為復雜,施工過程中各種參數,如梁重、結構剛度、有效預應力、相對濕度等參數以及外界各種環(huán)境因素對結構的變形和內力有很大的影響,施工控制過程中可以對其密切關注,以防橋梁受力狀況和結構的變形與理論計算值相差太遠,從而導致成橋后主梁的線形和受力狀況無法達到設計和規(guī)范要求。在大跨度連續(xù)剛構橋施工過程中進行施工控制,并預留長期觀測點,將會給橋梁創(chuàng)造終用提供可靠保證。
橋梁施工控制的項目主要包括橋墩垂直度監(jiān)控、基礎沉降變形監(jiān)控以及主梁線型監(jiān)控。在橋梁的施工工程中必須認真復核理論計算數據,同時在現場對其進行嚴密的監(jiān)控,在最大程度上把誤差控制在容許范圍之內,保證橋梁施工安全、順利。
提供箱梁懸澆過程中各節(jié)段的預拱度,并對主梁應力進行監(jiān)控。在懸臂澆筑過程中,分別在張拉前、張拉后、掛籃前移前、掛籃前移后、澆筑前、澆筑后六個工況對梁段位移進行測量,將測量數據與理論計算值對比,根據比較結果對以后施工段預拱度進行糾偏修正并確定立模標高。結構應力的控制通常是通過預埋應變計,現場測試應變情況,并把實測數據反饋到計算機中,對應分析其受力狀態(tài)是否滿足要求。
橋墩的主要作用是承受上部結構傳來的荷載,并將荷載傳遞到地基上。在施工過程中為了能準確測量基礎沉降變形和橋墩垂直度,需通過相關計算軟件的多次復核并得出相應理論值,再結合實際情況確定橋墩模板的準確位置,且在主墩和已澆節(jié)段的適當位置布設標高觀測點,對橋墩的變形進行嚴密監(jiān)測。
在施工階段,墩身垂直度和日照溫差對墩的穩(wěn)定性影響很大,實際橋梁處于偏心受壓狀態(tài),尤其當垂直度控制不好時,對穩(wěn)定性影響更大,在大橋的設計、施工和運營過程中,存在著各種的不確定性,主要包括物理的不確定性、模型的不確定性、統計的不確定性、人為因素的不確定性和自然因素的不確定性,所以在施工過程中要嚴格控制結構的各種變化。
現場施工控制過程中,需在主墩各施工節(jié)段分段處布置觀測點,對每個施工階段做出準確的測量,施工完主墩后,再在主墩的墩頂位置處沿上下游布置二個測點,測點布置在0 號塊的腹板位置處,并通過適時觀測及時發(fā)現誤差并做出適當調整。主墩基礎沉降變形測點選在主墩承臺上。主墩墩身垂直度測點選在墩身的不同高度位置處,測點根據所建立的平面和高程控制網布置,保證網內視野通透,橋墩沉降觀測采用全站儀結合棱鏡或反光片進行測量,
跟蹤施工過程中主梁各梁段標高、橋墩的變位以及各斷面(主梁及墩柱)的應力應變。在懸臂箱梁梁頂位置分別設立標高觀測點。在測點位置處預埋置短鋼筋并用油漆依次標號,通過對梁底標高的測量,并參照相應梁項位置處對應兩個測點的標高,相互比對,最大程度上減小誤差,以保證橋梁線形。線形的控制主要觀測混凝土澆筑前、澆筑過程中、澆筑后以及預應力張拉后各節(jié)段掛籃的定位標高和主梁標高等,并通過與理論數據的對比,求出偏差,再通過迭代計算求出修正后的理論值,最后反饋到施工現場。
施工過程中,預應力鋼束的孔道位置、鋼絞線是否發(fā)生纏絞現象是質量控制的關鍵。如果孔道位置不準確,將改變結構的受力狀態(tài),因此孔道位置準確與否直接關系到施工的預應力度能否達到設計值,對結構安全和工程使用階段是否會產生裂縫有著直接聯系。
預應力鋼束兩側和上下游應對稱張拉,從而減少不對稱張拉引起的預應力損失。張拉控制應力對橋梁線形和內力的影響都很大,其大小能否達到理論計算值直接影響著預應力的效果,張拉時必須控制到位,既不能小于理論計算值同時也不能超過設計規(guī)定的最大張拉控制應力。預應力鋼束張拉后出現主梁應力不足和主梁應力不對稱是很常見的問題,因為施工過程中影響預應力張拉的因素很多,如千斤頂壓力不準確、錨具安裝誤差、操作失誤等,有時會發(fā)生斷絲和滑絲的情況,當斷絲或滑絲數不超過規(guī)范值時,可采用超張拉方式補足應力,若超過規(guī)范值必須卸錨,更換鋼束。
溫度對預應力鋼束張拉效果將產生一定影響,預應力鋼束的張拉應選擇主梁溫度比較均勻的狀態(tài)下進行。若張拉時外界溫度較高或主梁上下表面溫差較大,則易造成主梁沿縱向伸長且上下表面伸長量不同,給主梁預應力帶來很大的影響。預應力張拉完后,由于預應力鋼束表面與混凝土之間存在溫差,且兩者的溫度梯度不同,由于溫度變化產生的位移和受力狀況也會不同,鋼束預應力會因此而受到損失。因此,在預應力張拉過程中,必須嚴格控制溫度和張拉時機。
測定主梁撓度、主梁軸線偏差和橋墩位移的變化情況,主要觀測混凝土澆筑前、澆筑過程中、澆筑后以及預應力張拉后掛籃各控制點的高程、主梁高程等。該預應力混凝土連續(xù)剛構橋的施工方法為掛籃懸臂現澆法,在澆筑過程中,應嚴格按照理論計算和設計要求控制梁段立模標高,保證施工過程和成橋后的線形平順,符合受力要求。懸臂箱梁位移實測值與理論計算值不可能完全一致,在施工控制過程中,需要不斷和理論值對比并做出相應的調整。橋面鋪裝標高的控制也很重要,它關系到橋面行車的平順性,控制過程中需根據箱梁頂面的標高做出對應的修正。
箱梁合攏方案對成橋受力狀態(tài)影響很大,是橋梁施工和體系轉換的重要環(huán)節(jié),不同的合攏方案會使結構的受力情況發(fā)生相應的改變,在合攏過程中應調整兩懸臂端的施工荷載,使其變形相等。同時,合攏方案的調整也為施工誤差的調整提供了機會。
本文闡述了大跨度連續(xù)剛構橋施工控制的主要內容,著重介紹了線形控制、應力控制、溫度控制和穩(wěn)定性控制的相關內容與方法,分析了大跨度連續(xù)剛構橋施工誤差等內容,論文的內容,為今后橋梁工程的施工控制提供了基本的理論基礎與可參考性資料。
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