大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術

鄭雷

（煙臺市棲霞公路建設養護中心，山東 煙臺 265300）

0 引言

無論是什么工程項目施工，都要按照相應的結構要求進行方案和圖紙的科學設計，尤其在混凝土橋梁施工工程中，施工企業一定要確定合適的參數，在施工過程中需要明確整個工程的施工條件、預應力的損失情況、周邊的溫濕度等相關參數。在進行結構分析過程中還需要對整個模型進行充分的試驗，確保整個工程的混凝土材料等能夠充分地提升其自身的穩定性和均勻性。

1 大跨度預應力混凝土橋梁施工技術概況

1.1 對橋梁結構變形的控制

在進行橋梁工程施工過程中，許多橋梁結構的設計圖紙與實際施工情況有一定差異，進而會導致橋梁結構最終效果受到影響，因此施工企業需要在進行橋梁零部件制作的過程中采用科學有效的方法將其控制在合理范圍中，同時還需要確保整個誤差控制在合理范圍內[1]。通常情況下，需要將橋梁下梁部分的長度偏差控制在5mm 內，箱梁頂寬度誤差控制在3cm內，板的長度誤差控制在1cm，梁和板的高度差距控制在5mm 之內，中心和支座中心的距離差不能超過2cm。

1.2 橋梁結構應力的控制

為了有效控制橋梁結構中產生的多余應力，在施工過程中施工人員需要使用千斤頂、張力測試儀器、壓力表等設備來進行橋梁結構應力的施工。當整體壓力表結果高于1.5 級時，施工人員可以使用預應力鋼材來對相關的結構應力進行全面控制，同時需要根據其伸長的數值完成比對，以此將橋梁結構應力控制在合理的范圍中，進而能夠更加有效的為后續的工程施工做充足的準備[2]。

1.3 橋梁結構穩定的控制

為了全面提升橋梁結構整體的穩定性能，施工企業不僅需要保障各施工環節處于合理標準之內，還需要對其整體的施工效果進行分析及判斷，可以利用軸心壓的計算方法來對預應力混凝土橋梁結構進行全面的測算，同時根據得出的計算結果來判斷橋梁結構是否符合行業的相關標準和需求，以此確保橋梁后期使用過程中整體的安全性。

1.4 橋梁工程模型搭建

施工企業的設計人員在進行橋梁設計的過程中需要充分考慮相關橋體結構尺寸規劃和荷載的大小，以及結構內力的分布和鋼筋水泥分配等模型設計的搭建設計[3]。可以通過使用計算機來將相關數據輸入系統中，進行模擬數值的分析與計算，以此有效完成建模，同時對整個橋梁工程的施工原理進行演示。通過使用計算機軟件進行施工過程中的全程模擬，對支座沉降進行分析，同時對預計加應力、混凝土收縮徐變、移動荷載等橋梁結構的外力影響進行分析。同時，施工企業還需要根據結構力學原理對施工地點的地層結構進行全面分析，在橋梁工程的施工過程中，還需要結合工程中支護襯砌的設計和數字計算等方法進行全面分析，并對其進行科學有效的調整。同時，還需要對非線性分析進行專業的應用，結合工程施工現場的地質環境評估，對開挖后的地形力學環境進行分析，確保能夠對橋梁的支護體系進行優化，同時結合相關數據選擇最為合適的施工方法[4]。在橋梁工程施工過程中，需要盡可能使用高效的新興技術，在橋梁的主要結構設計中，結合橋梁相關受力特征對盾形結構進行選擇，確保能夠使橋梁工程中所使用的設計技術有效地滿足相關需求。同時，施工企業還需要結合工程施工現場的自然環境和氣溫變化等進行全面勘查，確保相關地質環境因素不會對整個工程施工造成影響。

2 大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術的重要性

為了保證大跨度預應力混凝土的施工質量，必須明確其施工控制的要點和主要內容。根據施工現場的實際需要，確定合理施工控制措施，保證施工的安全和穩定。結構變形的控制主要目的是確保工程設計圖紙能夠有效地滿足工程的需求[5]。在變形控制前期，必須對大跨度預應力混凝土橋梁進行定位，以保證對其橋身結構進行全面控制，防止設計圖紙與實際工程不符。通過對其進行控制，可以逐步提高橋梁結構整體的穩定性，防止其超重，從而延長橋梁使用壽命，使橋梁整體結構更加穩定和合理。大跨預應力混凝土結構的應力控制技術能夠合理地控制材料的使用，確保整個橋梁結構的合理性。

3 大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術的技術要點

3.1 橋梁結構的理論計算分析

在橋梁的結構理論計算過程中，必須采用有限元方法進行計算。采用此方法，對不同時期的應力、截面應力、位移等情況進行全面分析，并以此作為施工基礎數據的計算依據[6]。從工程實際出發，跨度預應力混凝土橋梁結構控制計算主要包含倒裝分析、正裝分析和無應力狀態分析的方法。利用相關的方法，可以模擬橋梁的結構與工程過程，得到各階段的位移與受力狀況，保證了混凝土結構的非線性和較為良好的收縮性能。在施工過程中，必須根據實際情況采用倒裝計算方法，從而確保得到的結果能對橋梁的力學性能起到一定的指導作用，全面的保障橋梁的狀態能夠達到設計要求[7]。

3.2 主梁線形測量

在進行軸線、主梁的測量時，應在多個結點上設置清晰的觀測點和軸線。在進行測量之前，應事先將鋼筋或鋼板埋于試驗點，并用紅油漆作標志。在進行高程時，應按節點的設計方案，使用水平尺進行測量。采用小角度法直接測量前端的位移位置，并將其拉至過渡端，利用遠點控近點的方式確保了最后的測量準確度。在測量主梁的標高時，要找出斜坡的平均值，并在不同的施工工況下觀察梁的變形，以確保施工質量[8]。在進行主梁標高的測量時，可以使用多種精密的儀器，在進行高程測量時，要避免溫度升高，檢查完后，并進行一次全方位的檢查。若兩項工程同時進行，應進行跨線測量，若兩項工程均為同一工程，應作分析比較[9]。

3.3 線形控制原理以及多種技術

在進行預拱度控制時，必須做好主梁的懸澆段工作，并對各節段的標高進行了計算。當橋梁結構發生變化時，必須注意體系的轉換、靜載荷等，并對各種參數進行分析、整理，以保證橋梁拱度的準確性。在主梁線的控制中，預拱度是一個很重要的參數，需要對其進行重點分析，保證主跨與邊跨的合龍。此外，還必須保證結構的應力分布是合理的，在施工前，要審查設計方案，確保結構的完整性。發出的預拱指示既要科學、合理，又要做到及時、連續[10]。

3.4 主梁結構應變測量與應力分析

在前期的施工中要做好地基處理，對預埋件的控制和設備的控制，要注重各種保護措施，確保橋梁的結構測試應力和受控效果。在完成關鍵節點分配時，必須對傳感器原件的方向進行準確的定位[11]。目前已有各種不同的混凝土應力試驗裝置，較為常用的試驗方法是鋼弦應變法，其具有較好的效果。在通常情況下，必須確定頻率與鋼弦傳感器的相互關系，并對最后的結果進行歸納，以便得到較好的控制方案。

3.5 測試應力的影響因素

3.5.1 溫度變化控制

在大跨徑橋梁施工中，溫度是一個重要的影響因素。在施工過程中，需要考慮氣溫的變化，由于氣溫的變化比較復雜，而且受季節、環境的影響，具有很強的隨機性和可變性[12]。所以，必須對季節、日照、驟變溫度等進行分析。為了減少氣溫對建筑物的影響，通常把一天氣溫變化不大的早上作為控制所需的采集數據時間，這樣就可以縮短采集時間。此外，還應注意季節溫差及橋梁內部的剩余溫度效應。

3.5.2 材料收縮和徐變

在大跨度混凝土橋梁結構中，材料的收縮與徐變對結構的內力起著很大的作用。在施工中必須對材料的收縮、徐變進行嚴格的控制，以防這些因素對主梁結構應變測量和應力分析造成影響[13]。

2.5.3 其他因素的影響

混凝土的彈性隨使用時間的增加而變化。因此，必須對其進行精確的檢測，以保證混凝土的彈性在理想狀態下的范圍中，以保證其穩定。另外，由于鋼弦的質量會影響到測量值，因此要排除這些影響因素，從而使試驗結果更可靠[14]。

4 施工建設環節的控制技術

4.1 嚴格控制施工材料質量

在大跨度預應力混凝土橋梁建筑工程中，施工材料的質量是影響工程安全和經濟效益的重要因素。由于材料的質量問題，在橋梁建設中經常發生安全事故。因此，在大跨度預應力混凝土橋梁工程中，施工單位要按照工程質量管理的要求，對施工材料進行嚴格的控制[15]。特別是要采取招標的形式，挑選合格的建筑材料供應商，對進場的材料進行質量檢驗，對進場的材料進行嚴格的檢驗，以保證進場的材料質量達到施工要求，為施工的安全和質量管理打下良好的基礎。

4.2 嚴格開展施工程序管理

在大跨度預應力混凝土橋梁施工中，施工單位要嚴格按照設計方案進行施工，按施工流程進行質量檢驗。特別是在鋼筋張拉工作中，施工單位要對預應力鋼筋進行張拉，防止張拉力過大或太小[16]。在混凝土澆筑振搗時，還應選用適當的施工方法，以保證一次澆筑成形和振搗工作一次到位。在進行橋梁構件裝配時，應嚴格檢查螺母的規格、預留混凝土板的預留部位和接頭的焊接情況。

4.3 建立健全施工質量管理責任機制

為了提高大跨度預應力混凝土橋梁的施工效率，必須建立健全的施工質量監控制度，以確保工程的總體質量符合設計要求。在施工中，施工單位應成立由項目經理做負責人，各專業技術人員為輔的施工隊伍，根據施工中的關鍵部位，制定施工質量控制制度，制定科學合理的施工方案。要明確工程質量管理的要點，明確各工序的主管，堅持“責任、權力、利益相統一”的原則，對工程項目的進度進行監督，并對各環節的施工質量進行控制，確保工程的質量符合要求，方可進入下一環節[17]。對于出現的質量問題，要對工程主管進行問責，督促其進行整改，確保其質量和效率。

4.4 橋梁結構中的理論計算

目前，針對大跨預應力混凝土結構的施工技術，必須進行理論計算、分析、綜合分析，綜合分析各種施工階段、不同施工工況下的受力變形，為今后的工程質量提供依據。

正裝法是指能夠根據實際工程的不同階段，對其進行相應的分析，使其能夠更好地體現其施工過程，同時也能清晰地反映其在施工過程中的受力與位移。

倒裝分析法的應用主要在施工時，需要針對預拱度來預先對結構進行結構性能的計算，這種計算方法叫倒裝計算法，工作原理是將橋梁結構在不同的施工階段，對不同的情況進行指導施工，以確保橋梁結構的結構狀態與預先設計的要求一致[18]。

無應力情況下的計算，主要是保證在不受力的情況下，對其長度、曲率進行相應的計算，保證其長度和曲率可以精確地用于計算，以保證成橋狀態的加固，并保證其在各個施工階段的緊密結合。

一般認為，大跨徑預應力混凝土橋梁是根據其空間結構進行的，而在選擇計算分析軟件時，要充分考慮后期的應用，所以一般是采用常規的有限元軟件進行分析和計算[19]。

4.5 主梁線形測量方式分析

目前，在主梁線形測量中，一般分為以下幾個階段：首先，對橋墩的上部進行測量，建立相應的基準點，以橋梁兩邊的空地為控制點，然后采用反向交叉法，借助全站儀的輔助，繪出橋墩的立體坐標，并根據標高，在各個橋墩上分別設置水平基點和軸線，便于后續的聯合測量。

在各懸臂末端的主梁上設置三個以上的標高觀測點，然后用短鋼筋或鋼板進行預埋，并用紅顏料作記號，然后用水平儀進行二次測量，以保證所選標高與以后的使用需求相符，并按不同的施工情況進行檢驗和確認。利用測小角或視推法，可以直接確定前部位移的準確位置，同時在視準時，必須保證后視點的坐標變換，利用圓點法對各個參考點的操縱和控制進行控制。另外，在與主梁上部相對應的混凝土高層進行相應的測量時，必須保證同一截面上有三個以上的點，然后根據橫陂的實際狀況取出相應的平均值，進行相應的運算。在主梁豎向標高的測量中，一般是從底板的底膜上決定，而目前的頂板模板主要有6 種特點，采用精確的水平尺可以根據具體的標高進行調節，而在豎模標高時，必須保證在溫度變化較少的情況下進行。同時，針對不同施工階段，對豎向模板標高進行二次檢驗，并對測量結果進行隨機抽查和再測試[20]。另外，為了保證每一段的對稱性都能滿足后期的可比性，還可以采取慢邊的最終截面積和快速邊的起點面積，把它作為高差測量的主要對象，在實際測量中，可以根據不同的條件選擇不同的測點，根據不同的坡形條件，確定相應的平均數，以保證各點之間的相對高差，以滿足后期的設計需要。目前，對橋梁結構幾何尺寸的測定，主要是對其上下表面寬度、腹板厚度、上下板厚度、上板厚度、下板厚度等進行檢測，并對所有的測量結果進行隨機檢查。

4.6 線形控制原理及技術分析

利用已有的計算公式，可以求出各階段的主梁懸澆段的豎模標高。首先，確定要澆筑的主梁底板前端的特定標高，測得其設計標高和當前的施工階段。其次，對其影響值和后期各階段的影響值進行計算，并計算出吊籃的彈性變形對整個施工過程、溫度、收縮過程的影響。最后，在有澆筑段的主梁底板前端的底模高度必須與影響值、設計高度一致。在以上各參數的確定下，利用有限元方法進行導向分析，并依據觀測數據和觀測資料，對預拱度進行預測和校正，以確保最佳預拱。

5 結語

總而言之，大跨度預應力混凝土橋梁是目前我國交通運輸系統中的一個重要環節。作為建筑單位，在進行大跨預應力混凝土橋梁的施工中，必須對其進行技術、工藝的研究，確保其整體的結構能夠符合相關施工需求，提高施工的質量，進而提高大跨預應力混凝土橋梁使用壽命，滿足人民對交通出行的要求，促進自身經濟效益和社會效益的同步增長。