预应力连续刚构桥施工控制技术分析论文_郭峰

预应力连续刚构桥施工控制技术分析论文_郭峰

郭峰

佛山市顺德区公用事业管理局/佛山市工程建设中心 广东佛山 528300

摘要:随着社会经济的不断发展,桥梁越来越成为重要的城乡交通基础设施,预应力连续刚构桥由于其装配式施工和预应力特点,可以实现较大跨度的桥梁工程建设,预应力的合理使用,极大改良了传统钢筋混凝土构件的力学性能,本文预应力连续刚构桥的施工控制方法、要点进行分析探讨,进一步提出预应力刚构桥的施工建议。提出了预应力连续刚构桥梁施工控制中边跨、中跨、合拢等关键阶段的控制措施,并对温度对预应力连续刚构桥的形变影响进行了进一步阐述。

关键词:预应力;刚构桥;施工;控制;技术;建议;分析

一、预应力连续刚构桥梁施工控制方法

桥梁施工控制方法包括前期控制方法、后期控制方法和预测控制方法,前期控制和预测控制属于主动控制的范畴,而后期控制属于被动控制范畴,实际施工过程中,为避免偏差积累,应该采取以主动控制为主、被动控制全程进行的全程闭环控制。总体上讲,连续刚构桥梁施工控制过程就是:预报参数、实施施工、全程监测、识别偏差、修正偏差的循环。

预应力连续刚构桥梁施工控制主要参数包括标高控制、应力控制和构件尺寸控制。标高控制是重点,因为标高控制关系到桥梁的整体结构安全,标高控制应当遵循统一参照、从主到辅、从总体到局部的原则;所谓统一参照是指应当以地面或者其他固定点作为参照,下一个待安装构件不能以上一个构件作为控制参照,这样容易造成偏差积累;标高控制应当分级到主梁、次梁、板等各个构件,本着先主后次、先总体后局部的顺序进行依次服从。应力控制就是要对刚构梁的应力进行全程监测和控制,避免施工过程中的应力损失。

二、预应力连续刚构桥梁施工要点

(一)预应力连续钢构桥梁的边跨现浇段施工要点

预应力连续钢构桥梁的边跨现浇段施工的要点是施工前进行重量预压,预压重量按照设计承载重量的120%进行控制。重量预压有三个方面的作用,一是检验构件的承载能力,确保其满足设计要求,通过前期的配重试验,是对构件承载能力的一次检查和考验,应当超过设计值一定的幅度,这正是建筑设计中的极限思维,只有在极限状态下仍然保持结构的安全完整性,才能使得构件安全可靠;二是对构件进行线性矫正,通过配重物消除构件的微量形变,使其线形更加符合受力要求;三是消除非弹性形变、保持弹性形变,使得预应力作用得到充分保护和发挥,非弹性形变是结构的塑性变形,往往对构件受力是不利的,因为它的存在改变了荷载传递路线和应力分布形式,而弹性形变是预应力结构发挥预应力作用的关键所在,能极大改善结构的力学性能,增强结构的耐久性,使得在持续荷载作用下减少应力对结构本体的压力和剪力。

(二)预应力连续钢构桥梁的中跨现浇段施工要点

预应力连续钢构桥梁边跨合拢后,可进行中跨合拢段的施工,对于桥墩比较矮且高度相差较大,建议采取合拢段顶推的方式。预应力连续刚构桥上部混凝土结构可能产生的徐变、收缩等形变,可能导致两主墩之间的主梁产生一定的收缩,进而造成墩顶向跨中方向发生永久性位移,墩顶、墩底产生较大的永久性弯矩,在与温度作用的组合下将加剧主墩的受力及其变位,对墩身造成不利影响。因此在施工阶段要充分考虑这些因素,预留一定的徐变位移尺寸,保持在发生徐变时桥梁结构的安全稳定。

(三)合拢的施工要点

所谓合拢,就是桥梁结构两边的施工段,在中间相遇完成中间连接构件施工安装的过程。合拢的主要控制要素包括环境温度、合拢节点位置、构件配重等。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆合拢是桥梁工程施工的关键环节,从象征意义上讲,合拢标志着桥梁工程主体结构正式形成框架,类似于高层房屋建筑工程的封顶,从工艺上讲,合拢后两边的施工力量得以在空间上、施工段上集中,完成了主体工程分段施工的步骤;因此,应当严格控制合拢施工过程的质量,才能保证桥梁工程建设的后续工作得以顺利开展,合拢的成功与否直接关系到桥梁工程建设的成败。

环境温度的控制要求如下:在合拢段混凝土浇筑之前(一般以7天为宜),对桥梁结构的高程、平面尺寸、线型等进行观测,结合温度变化,找出上述因素与温度的经验函数关系,确定在一天的较低温度时间进行混凝土浇筑,确保混凝土浇筑后处于升温状态,以便于混凝土借助温度因素产生微膨胀,便于实现结构的严丝合缝。

温度对桥梁结构的影响主要是温度应力对于结构形变的影响,一般物体会随着温度的上升而发生膨胀,相反随着温度的降低产生收缩,正所谓“热胀冷缩”。加之不同结构对温度的敏感性系数不同,其形变与温度的函数关系不同,容易造成结构间裂缝。桥梁施工环境复杂,加之夜晚连续施工,使得同一个施工周期内温度变化较大,因此就必须采取可靠的温度控制措施,如覆盖养护措施、使用混凝土外加剂使得混凝土产生速凝效应,减少塑性状态的暴露时间等。

配重的控制要求如下:为确保联系钢构桥梁在合拢过程中的结构稳定性,应当在构件的刚性支撑固定后,在悬臂构件上增设配重块,对其自由形变进行限制,确保合拢时定位准确。

三、对连续刚构桥梁施工的建议及其发展方向

(一)控制体系应当量化、可控

连续预应力刚构桥的各项参数控制,应当本着量化、可控的原则,所谓量化,就是各项控制技术措施均有可以予以数据量化的指标,如挠度、偏差、水平度等。量化的前提是合理先进的技术措施,和先进精准的测量仪器,如红外线测量仪器,用于减少大跨度测量过程中的偏差积累。

(二)控制与纠偏结合、边测边纠

连续预应力刚构桥施工控制的目的是纠偏,使得施工过程中各个构件的尺寸、标高、应力等平面空间指标和力学指标越趋满足设计要求,纠偏的关键是发现即纠、边测边纠,避免积少成多、使得小偏差成为大误差,量变导致质变。因此要建立起监测、判断、纠偏、再次监测的循环纠偏控制机制,不断纠正小偏差,才能避免大偏差。

(三)现场控制

预应力构件的线性状态将直接影响其荷载传递路线,进而影响其应力分布,因此就有必要对其现场堆放场地进行严格的管理控制。主要做到如下几个方面,一是堆放的场地要平整坚实,不能在堆放过程中产生塌陷等变形;二是堆放的构件高度和层数要严格限制,避免挤压变形;三是堆放场地的温度、湿度等环境因素要符合构件堆放要求。

(四)预应力连续刚构桥施工控制技术的发展方向

预应力连续刚构梁施工技术的发展方向应该是随着计算机技术、智能化技术和工程施工技术中新技术、新材料、新工艺的创新向着数字化、实时化、智能化的方向发展。

总之,预应力连续刚构桥梁施工控制技术是确保桥梁工程质量可靠、结构安全的关键。施工企业应当期控制方法、后期控制方法和预测控制方法并重,建立起以主动控制为主的施工控制技术方案,把控住预应力连续钢构桥梁的边跨现浇段施工、预应力连续钢构桥梁的中跨现浇段施工、预应力连续钢构桥梁合拢施工等关键环节的施工控制技术要点,本着量化、可控的原则,严格控制构件的挠度、偏差、水平度等指标,使用合理先进的技术措施,和先进精准的测量仪器,避免大跨度测量过程中的偏差积累;不断学习借助计算机技术、传感器技术等智能化自动化技术措施,促进施工技术不断创新,向着数字化、实时化、智能化的方向发展。

参考文献:

[1]侯林平,现行桥梁检测与加固的反思[J]交通科技,2012.1。

[2]雷俊卿主编,桥梁悬臂施工与设计,北京:人民交通出版社,1999

[3]程翔云,悬臂施工中的预拱度设置,公路[J]2015.1.

[4]汤俊生,预应力混凝土桥梁悬臂施工及发展[J]桥梁建设,2013.12.

论文作者:郭峰

论文发表刊物:《基层建设》2016年2期

论文发表时间:2016/5/27

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