大跨徑橋梁施工控制不確定因素分析

方芳 鄭大偉

摘 要：隨著社會經濟的高速發展，各種大型工程應運而生，大跨度橋梁工程在當今交通運輸過程中的作用日益提升。然而，由于大跨度橋梁不論是結構還是施工難度都較為復雜，對于工程質量與安全要求度更高但卻受到諸多不確定因素的影響。文章就此加以分析，并對其施工質量與安全提出個人的建議。

關鍵詞：大跨徑橋梁；不確定因素；控制方法

1 影響施工控制的因素

橋梁施工質量與安全不僅關系到橋梁工程自身的使用壽命，更關系到人們生命安全，加強對施工過程中的控制是必不可少的環節。尤其是對于預應力砼橋梁，因其施工材料具有不穩定性，受使用環境中的溫度與濕度等氣候因素影響較大，同時還受到施工技術與方法的影響但其影響度存在一定差異，以下重點圍繞溫度效應以及混凝土徐變加以分析。

1.1 溫度效應分析

溫度應力分為兩種：一種是在結構物內部某一構件單元中，因纖維間的溫度不同，所產生的應變差受到纖維間的相互約束而引起的應力，稱其為溫度自約束應力或溫度自應力；另一種是結構或體系內部各構件，因內部構件溫度之間的差異而導致不同程度上的變形并在結構外支承約束所產生的次內力的相應應力也即溫度次約束力，其顯著的特點為非線性和時間性。而溫度分布指的是，混凝土結構在單位時間內內部結構與其表面之間的溫度情況。一般情況下，因內外部熱傳導性能的差異，外部熱傳導速度要明顯快于內部熱傳導，導致混凝土內部受到的熱傳導之間的差異較大，進而形成了非線性的溫度分布狀態。而影響混凝土溫度差異的外部因素主要在于大氣溫度的變化。例如，太陽光照的強度與變化、晝夜溫差的變化、風雪雨等天氣變化等；內部因素主要有構件的結構與形狀、混凝土內部的物理性質等。

（1）溫度載荷。不論是在施工階段還是竣工的使用過程中，橋梁工程中的混凝土都會受到環境中的溫度影響導致其內部存在一定的差異。根據現有理論以及實踐，混凝土結構橋梁承受的溫度荷載有以下三類：其一，因光照而導致的溫度荷載；其二，因溫度驟變而引起的溫度荷載；其三，因溫度常年變化而造成的溫度載荷。而引起溫度載荷的主要原因就是風速以及溫度的變化，第一類載荷主要是由于太陽光照而造成的，對于混凝土的結構均構成嚴重影響。因此，為確保工程質量與安全，在橋梁的設計與施工階段應重視溫度荷載的不良影響。

（2）溫度載荷分析。溫度載荷的變化受到氣候和天氣的影響，當前對于天氣變化的監測技術已經較為完善，能夠為橋梁施工提供可靠的數據進而設定施工方案。根據所提供的數據以及現有施工案例總結出的規律，對于溫度荷載可以通過函數公式加以估算，但要想精準的解除這個函數中的值，還有一定困難。因此，很多時候我們做的都是分析工作，也就是依據一些算法來定向的分析建筑物的溫度載荷狀況。但函數求解的過程中，可以利用熱傳導方程。

根據實踐經驗得知，通過模擬技術能夠將復雜的問題簡單化處理，而且能夠提前預知存在的誤差并將之控制在可允許的數值之內。例如，假設橋梁結構為混凝土橋，設定橋梁所處的穩定狀態相同，將差異忽略不計，在光照的影響會導致其橫截面上的熱傳遞程序垂直分布而且因水平方向的熱傳導速度相對較慢，可以作為零而加以處理。

1.2 凝土徐變收縮分析

所謂徐變即混凝土在受到荷載力的影響下，隨著時間的推移其內部結構會緩慢的出現的一種變形。收縮則指的是，混凝土在未受到荷載力的前提下而出現的一種緩慢變形。徐變與收縮均是混凝土內部結構的一種緩慢變化，僅影響的因素不同而已而且均會影響到混凝土結構的穩定性。在實際混凝土結構中，徐變、收縮與溫度應變是混雜在一起的。從實測的應變中，應扣除溫度應變和收縮應變，才能得到徐變應變。在分析計算中溫度應力與溫度應變往往單獨考慮。而徐變與收縮則可在一起考慮。此外，混凝土發生收縮和徐變而對橋梁質量與安全產生的影響主要有以下幾個方面：

其一，在采用預應力混凝土和鋼筋混凝土的橋梁工程中，混凝土的內力會隨著時間的變化、混凝土的徐變、混凝土配筋約束力的不同而重新分布，對于橋梁結構的產生一定的影響。

其二，對于預制混凝土以及鋼梁與就地澆筑混凝土的結合梁而言，因其內部的徐變與收縮的變化而導致內力的重新分布，進而引發橋梁結構不同程度上的變形。

其三，分階段施工的混凝土超靜定結構，如連續梁、剛架、斜拉橋、拱橋等，在施工過程中發生體系轉換時，從前期結構繼承下來的應力狀態所產生的徐變受到后期結構的約束，從而導致結構內力與支點反力的重分布。

其四，外形的沉降或變化而產生的約束內力也會隨著因混凝土的徐變的發生而發生，并在其內部逐步釋放。

其五，因徐變作用會導致混凝土出現附加撓度。

2 大跨徑橋梁施工控制方法

2.1 穩定控制

對于橋梁工程而言，其質量與安全的關鍵在于科學合理且穩定的內部結構。同時，為確保結構的穩定性還需要先進的監控技術，但受限于我國當前的科技水平還沒有可靠的技術對其加以檢測，尤其對于結構復雜且跨度較大的橋梁工程，在受動荷載影響，并沒有相應的快速反應系統，因此在施工過程中對于橋梁的施工安全很難進行保證。因此，建立一套穩定的監控系統迫在眉睫。對于橋梁來說，穩定安全系數是衡量結構安全的重要指標，但目前在我國還在該方面還沒有明確的列表，對此，相關工作人員應該對其進行完善。

2.2 幾何控制

對于大跨徑橋梁的幾何控制，其最終目的在于確保橋梁施工質量符合設計需求，達到預計的幾何狀態。此外，因技術因素、橋梁規模、使用環境等因素的影響，實際狀態與設計狀態之間必然存在差異，而差異范圍目前還沒有形成標準，需根據工程的實際情況而定。

2.3 安全控制

想要對橋梁進行控制，以確保橋梁的質量，首先要保證施工的安全。其實對于橋梁的安全控制就是對多種控制的總體體現，如果能夠對橋梁中的多種不確定因素進行控制，那么自然也就是實現了橋梁的安全控制。另外，不同的橋梁因內部結構、使用環境、用途等情況均存在一定從差異，影響其施工質量與安全的因素也不盡相同。因此，對于施工安全以及工程安全的管理措施也要因地制宜。

參考文獻

[1]薛家偉.大跨徑預應力連續剛構施工控制[J].四川建筑，2013，3.

[2]鄭平安.關于大跨徑T梁施工控制要點的探討[J].城市建設理論研究，2012，14.