分階段施工橋梁的無應力狀態控制法探討

楊 賢 舒

(中交三公局第三工程有限公司，湖北 武漢 430034)

分階段施工橋梁的無應力狀態控制法探討

楊 賢 舒

(中交三公局第三工程有限公司，湖北 武漢 430034)

分析了無應力狀態控制法的原理，并將其應用到分階段施工橋梁建筑中，研究了利用無應力狀態對于橋梁建設的重要影響，并從橋梁建筑安裝計算、溫度、荷載、同步作業等方面作了闡述，為橋梁施工建設提供了技術支撐。

分階段，施工橋梁，無應力狀態控制法

在當前的橋梁建筑中，橋梁階段施工技術和拱橋施工技術已經得到推廣，并且對于橋梁技術的發展也有著促進作用。然而也出現了諸如施工過程和成橋狀態結構分析的問題，傳統的解決方式首先是對分階段施工橋梁的結構進行分析，然后對其施工過程中產生的位移和內力進行演算，通過這樣的方式得出最終橋梁施工中和成橋狀態結構中的內力和變形，但是由于結果和實際的值存在一定的差距，也就使其不能滿足施工的需要。而無應力狀態控制法的產生不僅使這類問題得到有效的解決，同時也讓其余的工序得到有效的實施，從而提高了橋梁建設的質量[1]。

1 無應力狀態控制法的應用原理

在分階段施工橋梁結構中，主要有4個條件會對其最終狀態中的內力和位移起到決定作用，分別是外界的條件、外荷載作用的大小以及位置和構建單元在無應力狀態下呈現出的曲率和幾何的長度、整體的結構體系等。當這4個條件得到確定時，整個橋梁的內力以及變形得以確定。針對橋梁結構在進行安裝的過程，即使是利用幾何非線性結構橋梁的方式，也能使其內力和變形不受到影響。換句話說就是分階段施工橋梁的最終內力和位移會受到幾何長度與曲率變化的影響。因此，可以確定無應力狀態控制的基礎是將外荷載和結構體系以及支撐邊界和無應力的長度以及曲率等相關因素構成的結構。比如某大橋建設中的兩個施工段，這兩個施工階段可以分別使用兩個公式進行表達，分別是：

[K]{δ1}={P1}+{L01}

(1)

[K]{δ2}={P2}+{L02}

(2)

利用這兩個公式進行應力變化的計算，即使用式(1)減去式(2)，得出[K]{δ1-δ2}={P1-P2}+{L01}-{L02}，并且在利用無應力狀態進行控制的過程中，橋梁結構單元的內力值會隨著其結構的加載發生相應的變化，與此同時，系統轉化以及斜拉索張拉變化也會對其造成一定的影響。當該橋梁的荷載與結構體系處于相對固定的狀態時，其無應力長度的變化和單位軸力的變化應該處于一致狀態[2]。

2 無應力狀態控制法在分階段橋梁施工中的應用

2.1 分階段橋梁建筑安裝過程中的計算問題

針對分階段橋梁施工中的無應力狀態控制方法而言，為使其能在橋梁工程建設中被充分的運用，需要將橋梁建設安裝計算問題作為其中首要解決的問題。以江西省的上饒信江大橋為例，該橋梁的安裝計算問題符合建筑的標準，同時為往來的車輛和人群的安全提供了保障。

1)外荷載的問題。在進行橋梁的施工過程中，其結構恒載的施工一般會通過分次施加的方式進行，并且最后構建單元恒載施加完成后，會將其臨時荷載進行去除，進而其荷載和位置等都會產生相應的變化。但是針對外荷載來說，在整個橋梁建設安全計算過程中，由于該項有著重要的影響，需要完全避免被疏忽的情況發生。根據相關數據顯示，由于外荷載的處理不到位造成的安全隱患問題占據著一定的比例，給過往的行人和車輛造成較大的威脅。

2)支撐邊界條件的問題。和橋梁建筑中的外荷載與結構體系一致，在分階段施工橋梁的建設施工竣工后，該支撐邊界需要和設計中的目標狀態保持一致。就當前的情況而言，在我國橋梁建設中相關的成功案例并不少，但是能夠將橋梁建設中的每一個細節做到突出的橋梁并不多，而上饒信江大橋就是其中的典型，該橋梁能夠取得較大的成功主要是由于相關設計人員和施工人員能對其支撐邊界的條件實施全面且系統的研究，并結合橋梁建設當地的實際情況進行施工，并沒有通過一味按照其余優秀橋梁進行照搬照抄，只是從借鑒適合本橋梁建設的關鍵部分進行施工，并積極處理建設過程中存在的問題，最終取得成效。

2.2 分階段橋梁建設過程中受溫度及臨時荷載影響

在分階段橋梁施工過程中，利用無應力狀態控制法進行處理，雖然能使其橋梁的質量和進度等方面得到有效提升，但在實際應用過程中，因為無應力階段狀態控制法本身會和相關環節有著密切的聯系，并且涉及的范圍較廣，因此需要對分階段施工橋梁中的無應力狀態控制法進行合理的控制，并將其運用到橋梁建設中，從而保證其質量，此外對橋梁進行施工的過程中還需要對其進行溫度和索力監測點的設置[3]。而針對其特殊時段中的監控，要求能在氣溫穩定的狀態下對橋梁的溫度以及索力等條件進行測試，當橋梁中出現臨時荷載的狀態時同樣需要對其位置以及大小等因素進行記錄。因為在對其進行測試和記錄的過程中，都能找出其橋梁的索力以及應力的相對值，進而實現將計算過程中實際的測值轉變為在具備標準荷載條件和溫度下的值，在將其進行處理后，和橋梁在施工過程中出現的狀態值進行對比，從而實現對橋梁當前的狀態進行判斷，并將其作為下一道工序開展的依據。同時還需要將無應力施工法和過程沒有關聯的原則作為其施工人員進行調整的主要參考依據，即利用斜拉索的長度值作為調整依據，讓進行橋梁施工過程中出現的臨時荷載以及溫度間產生的影響被有效的避免。

2.3 分段橋梁在施工過程中出現的同步作業問題

在當前我國的大部分橋梁建設過程中，一般只會對其中的固定部分進行強調。通過這種方式雖然能使其橋梁建設在該方面獲得一定的成就，但是也就是由于過分關注這一點的研究，使橋梁建設的整體質量不能得到有效的保證。其中最為顯著的是同步作業的問題。在橋梁施工建設中同步作業對其有著重要的影響，一旦該項工作沒有得到妥善的處理，則會給橋梁的整體發展帶來不利的影響，為此在施工過程中應該注重其同步作業產生的效果。例如在利用混凝土對其橋梁的主階段進行懸澆操作的過程中，為實現對澆筑完成后上梁的拉力進行合理的控制，在進行澆筑前需要進行斜拉索的張拉操作，進而確保橋梁主梁的上緣能夠具備一定的應力，當在此過程中出現混凝土數量較大的情況時，需要利用在澆筑過程中添加調索的方式使其應力得到比較合理的控制。

3 無應力狀態控制法在分階段橋梁施工中的影響

就分階段施工橋梁中的無應力狀態控制法而言，該方法在當前橋梁建設中被廣泛的應用，并且獲得較大的成就，但并不是所有的橋梁都能利用該方式進行處理，甚至出現使用該方式讓橋梁在建設過程中出現各種問題，究其根本在于沒有結合橋梁建設地的實際情況，即在利用無應力狀態控制法進行分階段橋梁的建設過程中需要根據實際的地理情況，針對性的處理，因此得出最佳的施工解決方案，從而避免出現相關的問題；其次在利用該方法時，還需要注重其產生的良性循環[4]。在實際的施工過程中由于相關環節會產生沖突，而在這個時候需要避免先后順序顛倒的現象發生。此外還存在部分地區在進行橋梁建設過程中，為實現節省材料和時間的目的，對其無應力狀態控制法進行修整和調節，最終造成橋梁本身的質量受到極大的影響，這對于橋梁工程建設來說是極為不利的。因此在利用無應力狀態控制法進行分階段的橋梁施工中，需要注重對其良性循環的管理，進而為橋梁工程的建設提供有力的幫助。

4 結語

本文通過對分階段施工橋梁的無應力狀態控制法進行探討，從其結果上來看，為實現創建質量達標的橋梁建筑，需要相關的研究人員能對其無應力狀態控制法進行進一步的研究，使其能夠更加完善，從而為分階段施工橋梁的建設提供有力的支撐。隨著時代的發展，我國在橋梁建設方面的相關技術和制度都得到不斷的提升，并且使其中的安全事故得到有效的降低，但是仍需要對其不斷的進行創新和研究，通過這樣的方式使橋梁的施工進度和施工質量得到有效的保證，從而保證出行人員和車輛的安全。

[1] 彭曉林,徐小霞.分階段施工橋梁的無應力狀態控制法[J].交通世界(建養·機械),2013(21):210-211.

[2] 易建偉.淺談分階段施工橋梁的無應力狀態控制法[J].中小企業管理與科技(中旬刊),2014(8):97-98.

[3] 王愛東.分階段施工橋梁的無應力狀態控制法分析[J].城市建筑,2014(2):271-272.

[4] 楊 軍.分階段施工橋梁的無應力狀態控制方法[J].交通標準化,2014(12):112-113.

Discussion on the stress free state control method for the construction of the bridge

Yang Xianshu

(ThirdEngineeringLimitedCompany,CCCCThirdBureau,Wuhan430034,China)

This paper analyzed the principle of non-stress state control method, and applied to staging construction bridge building, indicated the important influence of non-stress state to bridge construction, and made elaboration from bridge building installation calculation, stability, load, sync operation and other aspects, provided technical support for bridge construction.

staging, construction bridge, non-stress state control method

2015-06-01

楊賢舒(1980- )，男，工程師

1009-6825(2015)23-0155-02

U441.5

A