預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制研究

任 志

(貴州省路橋集團有限公司)

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預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制研究

任 志

(貴州省路橋集團有限公司)

連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的每個施工階段具有連續(xù)性和系統(tǒng)性，前期工作與后期階段的結(jié)果是息息相關(guān)的，另外，因為連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的自身特點，后期階段對于前期出現(xiàn)的問題彌補比較困難，尤其是施工標(biāo)高偏低的狀況。結(jié)合具體工程實例，重點就預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制進(jìn)行了研究。

預(yù)應(yīng)力；連續(xù)剛構(gòu)橋；施工控制

1 工程概況

北盤江特大橋位于貴州省六盤水市水城縣發(fā)耳鎮(zhèn)和營盤鄉(xiāng)交界處，北盤江為其界河，橋址水城岸(北岸)屬于發(fā)耳鎮(zhèn)躍進(jìn)村石板寨，盤縣岸(南岸)屬于營盤鄉(xiāng)紅德村。本橋起點樁號K30+747.5，終點樁號K32+002.5，全橋長1 261 m。橋跨布置為：(5×30 m)+(82.5 m+220 m+290 m+220 m+82.5 m)+(3×30 m)+(4×30 m)，其中主橋82.5 m+220 m+290 m+220 m+82.5 m為預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿連續(xù)剛構(gòu)，引橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)或剛構(gòu)的形式。本項目是該橋前半段第7A合同段，路線起點樁號為K30+700(引道路基起點樁號)，終點樁號為K31+345(主跨中心樁號)，全長約0.6 km，合同總造價約1.7億元。施工主要內(nèi)容包括：段內(nèi)除接易拉嘎隧道出口端橋臺有部分路基外，其余均為正橋部分。

2 掛籃施工質(zhì)量控制

要對掛籃自身和錨固措施的安全性進(jìn)行檢驗。通過掛籃分級加載試驗?zāi)軌驅(qū)旎@的非彈性變形消除，從而總結(jié)出掛籃彈性變形變化的具體規(guī)律。掛籃分級加載試驗方式需要按照施工工地的具體情況，通過實物加載或考慮地錨措施利用千斤頂加載等方式進(jìn)行。

2.1 掛籃結(jié)構(gòu)

施工掛籃采用三角斜拉帶式掛籃，主梁為I45a工字鋼，主梁用I20a聯(lián)系。立柱置于主梁中部，由槽鋼組成，斜拉帶與前后吊帶均采用16Mn鋼制作，斜拉帶與主梁、立柱頂端均用銷接，立柱下設(shè)支腿，尾端設(shè)后支腿。掛籃行走時將中橫梁、主梁頂起，先移軌道，后移底籃。掛籃共重51.5 t，其中主桁系統(tǒng)17 t，底籃及提升系統(tǒng)22.5 t，外模5 t，內(nèi)模4 t，端模1.5 t，張拉工作平臺1.5 t，掛籃后錨固點距前支點5.7 m，底籃前橫梁距前支點5.4 m。該掛籃承載能力和剛度大，機械化程度高，操作方便快捷、安全可靠。

2.2 掛籃靜載試驗

掛籃是施工整體控制體系的關(guān)鍵因素，也是施工監(jiān)控的重點分析對象，必須要通過試驗消除掛籃的永久變形，測試各部位的彈性變形數(shù)據(jù)，為監(jiān)控立模高程提供準(zhǔn)確的依據(jù)。掛籃拼裝完畢后，進(jìn)行荷載試驗以測定掛籃的實際承載能力和梁段荷載作用下的變形情況。荷載試驗時，以施工掛籃所受的工程最不利荷載情況加載(本橋為1號塊段)，必須從0加載至120%，即單側(cè)預(yù)壓117 t，雙側(cè)預(yù)壓234 t，然后測定各級荷載作用下掛籃產(chǎn)生的撓度和最大荷載作用下掛籃控制桿件的內(nèi)力。根據(jù)不同荷載作用下掛籃產(chǎn)生的撓度得出掛籃的荷載和撓度的關(guān)系曲線，為整體橋梁的施工線性控制提供依據(jù)。加載方法采用裝現(xiàn)場堆積碎石的噸袋模擬加載。掛籃移動在每一梁段混凝土澆筑及預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，將掛籃沿行走軌道移至下一梁段位置進(jìn)行施工，直到懸臂梁段施工完畢。箱梁懸臂梁段施工完畢后，進(jìn)行掛籃的拆除。拆除順序為：箱內(nèi)拱頂支架、側(cè)模系統(tǒng)、底模系統(tǒng)、主桁架，吊帶系統(tǒng)及行走錨固系統(tǒng)，在拆除過程中可交叉操作。箱內(nèi)拱頂支架采取拆零取出，側(cè)模、底模系統(tǒng)采用卷揚機整體吊放，主桁架采取先退至墩頂附近再利用吊機進(jìn)行拆零。掛籃拼裝、拆除要保持兩端基本對稱同時進(jìn)行。掛籃拼裝應(yīng)按照各自的順序逐步操作并在作業(yè)前注意吊裝的操作程序和各項安全工作。

3 主梁合攏段施工質(zhì)量控制

主梁合攏段施工需要注意的問題包括以下兩個方面，一是如果合攏時的環(huán)境溫度和設(shè)計合攏的溫度不一致，就要合理調(diào)整溫度誤差，主要通過頂或拉主梁懸臂端，在鋼骨架定位之后再澆筑混凝土進(jìn)行合攏；二是單邊合攏時，要特別注意主梁另一懸臂端的平衡配重，在此過程中應(yīng)該使用水箱進(jìn)行配重，便于在施工過程中增減平衡配重。

預(yù)拱度是控制箱梁線形的主要參數(shù)，主跨和邊跨能否順利合攏、線形是否合理以及應(yīng)力分布等都和預(yù)拱度有很大的關(guān)系，預(yù)拱度施工指令的下達(dá)要嚴(yán)格的按照程序進(jìn)行，要根據(jù)檢測監(jiān)控數(shù)據(jù)制定方案，經(jīng)過設(shè)計和監(jiān)理審核后，由業(yè)主復(fù)核，最后才能下達(dá)施工單位組織施工。最佳預(yù)拱度的調(diào)整要在實測信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行，常用的誤差調(diào)整方法有卡爾曼濾波法、最小二乘法、灰色系統(tǒng)法等。這些方法雖然能夠達(dá)到一定效果，但對于分線性系統(tǒng)還存在局限性。

4 箱梁施工質(zhì)量控制

4.1 箱梁的線形監(jiān)測

大橋的軸線和里程采用全站儀測量，采用自動安平水準(zhǔn)儀測量高程，要定期測量水準(zhǔn)基點和軸線基點，測量要由監(jiān)理工程師、監(jiān)控組成員和施工單位測量技術(shù)人員聯(lián)合進(jìn)行，保證結(jié)果的科學(xué)性。每個箱梁的截面布置三個控制點，兩端點用短鋼筋預(yù)埋，伸出長度比梁表面多5 mm，保持頂端平滑，截面的測點要距箱梁軸線300 cm，避開掛籃的影響。橋梁結(jié)構(gòu)尺寸的測量包括箱梁的表面寬度、腹板厚度、上蓋板厚度、下底板厚度、箱梁截面高度、施工節(jié)段長度等。測量可以不定期抽查的進(jìn)行。箱梁撓度的測量要考慮工序進(jìn)展和溫度的影響，找出變化規(guī)律。抽查箱梁的立模標(biāo)高和箱梁頂面高程，對稱截面要進(jìn)行相對高差的測量和分析，多跨線形要進(jìn)行通測。

按照橋梁施工和質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)，橋梁施工時要控制誤差在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)，立模標(biāo)高允許偏差為5 mm，局部線形控制要求相鄰階段的標(biāo)高誤差為10 mm，已澆梁段和成橋后的主梁系統(tǒng)控制誤差為L/6 000，L為跨徑。軸線的偏位誤差為10 mm，同跨對稱點高程誤差范圍為小于10 mm。引起誤差的原因不僅由施工原因造成的，還和儀器的操作有一定關(guān)系，例如水準(zhǔn)儀的操作誤差可能為水準(zhǔn)管的居中誤差、讀數(shù)誤差以及水準(zhǔn)尺的傾斜誤差。外界條件引起的誤差有大氣折光、溫度變化、儀器和尺墊的下降等。

4.2 箱梁的應(yīng)變檢測

鋼弦式傳感器具有較高的精度和穩(wěn)定性，測量方便具有較強的抗干擾性，分為鋼筋應(yīng)變傳感器、混凝土埋入式應(yīng)變傳感器和表面應(yīng)變傳感器三種。箱梁的應(yīng)力測試斷面要考慮施工的順序、施工時間、預(yù)應(yīng)力損失等因素，一般選在L/8、L/4、L/2和3L/8處。混凝土材料應(yīng)力測試的離散性、應(yīng)力滯后以及剪力滯后等都會對測量造成一定影響。埋設(shè)時要注意應(yīng)變計的特殊處理，并進(jìn)行多項檢查，以保證鋼弦應(yīng)變計具有較高的測量精度，采用多股銅芯屏蔽線來防止外界電磁場的干擾，對連接線處要采用平行錫焊處理，在接頭處用絕緣線包扎，保證長期監(jiān)控的穩(wěn)定性，以萬用電表測量斷路。

將測量得到的鋼弦頻率值經(jīng)過轉(zhuǎn)換就能得到混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變值，再通過計算得到結(jié)構(gòu)應(yīng)力值，考慮到施工連續(xù)性，測量時要重點對混凝土澆筑、凝固狀況和預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉的操作，測量時間宜選在工況結(jié)束后的8 h，每一施工階段都要選在箱梁上下表面溫度均勻時測量。結(jié)構(gòu)的實際狀況和理論狀況不可避免地會存在一定誤差，產(chǎn)生的主要原因有施工誤差、測量誤差、參數(shù)誤差和結(jié)構(gòu)分析模型誤差等，要通過理論分析和誤差分析手段，對結(jié)果進(jìn)行修正，使測試應(yīng)力結(jié)果盡可能的接近實際情況，準(zhǔn)確掌握結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)。誤差分析時要考慮鋼弦應(yīng)變計的位置誤差、鋼弦應(yīng)變計調(diào)零、混凝土彈性模量影響、混凝土應(yīng)變滯后影響、溫度影響、混凝土收縮和徐變影響等。

5 結(jié)束語

綜上所述，連續(xù)鋼構(gòu)橋梁施工對于橋梁施工質(zhì)量與安全有著重要作用，只有合理控制好連續(xù)鋼構(gòu)橋梁施工才能將質(zhì)量安全工作落實到位，從而促進(jìn)橋梁工程的發(fā)展。

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[2] 潘喜.連續(xù)鋼構(gòu)橋梁施工控制[J].黑龍江交通科技，2013，(6)：83.

[3] 宋娟，徐偉.連續(xù)鋼構(gòu)橋梁施工控制[J].城市建設(shè)理論研究，2013，(14)：73.

2015-06-03

任志(1981-)，男，助理工程師，主要從事現(xiàn)場技術(shù)管理方面的工作。

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1008-3383(2015)11-0114-01