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摘要:在经济和交通发展需求日益变大的情况下,我国非常重视各地桥梁的建造。的确,桥梁在促进各地人民交流、经济相互交融等诸多方面都产生了很大的作用。但是不可否认的是,在实际的桥梁建造施工当中,依然存在着一些尚未解决的问题。或是因为技术的限制,或是因为工人施工时的不规范,这些都很大程度地影响了整个桥梁建筑的质量。
关键词:连续刚体桥,施工技术;问题探究
引言:在连续刚体桥的施工过程中,由于复杂的流程与繁多的细节要求,使得具体的施工总是出现大大小小的问题。在本文中,笔者将对较为常见的问题进行归纳。
一、现浇段
在现浇段的施工当中,主要工具为落地满堂支架[1]。在实际的使用中,需要考虑到地形等诸多条件。因此这种施工方案操作起来比较难,特别是在地基结构复杂、表面不平整的情况下,支架很难保持稳定,工人在操作中很难保证施工的精度和质量。比如在一段桥梁工程当中,现浇段长约40m,其中钢筋结构就足有一千余吨,整个施工过程花费了一百二十余天。这个过程中的成本是非常大的,另外需要说明的是,因为施工难度较大的缘故,在完成之后无法保证其完成度能够一次性通过。所以为了尽量减轻以上几个问题带来的影响,需要对边跨中跨比例进行限制,最佳为0.5左右,在误差不超过0.05的情况下都能够在保证工程基本性能的情况下切实减少现浇段的工程量。因为长度有所减少,其剪力也会相应变小,很多因素也就不需要加以考虑,因此有利于现场的施工。
二、结构内力方面
向预应力束的锚固方向与管道局部偏差
通常情况下预应力束锚固并不会平行于断面线,它们之间存在一个角度。特殊情况下还会出现空间异面角。更为困难的是,由于实际施工存在不便,而角度难以控制,使得设计图纸上的方案很难落到实处。对于断面线而言,其角度测量更为麻烦,这是因为在施工逐渐深入时,它的位置也会相应发生改变。另外值得注意的是,即使施工前期能够很好地控制锚固与断面线的角度,随着施工的进行,最终所产生的的作用也并不是很明显。现在主流的解决方案是直接让预应力束以垂直的方式锚固在断面上[2]。
管道的形状会对它的摩擦系数产生影响,因此需要严格控制管道各个部分的平均偏差。另外如果施工工艺不佳,其表面的摩擦也会显著变大。值得注意的是,当预应力束和管道相比,其直径的差距过大时,也会对摩擦系数K造成很大的影响。这主要是因为桥梁的跨度偏大,因此针对这个问题的解决办法主要从横截面入手,力求将面积降至最低使得恒载比例能够得到合理的调整。其实,在工程师进行设计时会对预应力束的偏心问题加以注意,其程度应当结合上文所讲的直径差进行准确计算。一般来说,在误差没有超过一定的范围时,管道的位置则可以当做预应力束的位置。下面笔者将给出一个实例计算提供给读者用于参考:设置k=0.0008,而摩擦系数为0.19。这个时候如果预应力的束长度超过180m,此时其张拉伸长量便无法满足标准要求。经过计算,此时的束长度为267m,结果便显而易见。经过进一步的推演,如果对于施工的精度要求并不是很高时,k是可以达到0.004的程度。
三、竖向预应力粗钢筋的回缩
安装的锚垫板与钢筋的中心线的角度无法精确到90°,砼因为表面不平整而不能够与钢筋中心线保持垂直。这些问题的产生会导致钢筋偏离中心。另外,锚固螺母时没有使用专业的工具,导致加固的不紧密性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而预应力筋的回缩效应都与上述问题有关,最严重时甚至达到0.5cm。比如有一块预应力筋,其长达4.5m,所能够承受的拉力约50000kg,而伸长量大概为1.3cm。则可以算出它大概损失了近2/5的最大承受拉力。为了降低效应带来的损失,应该将现浇段做的尽量矮一些。
现如今主流的箱梁顶底板的钢筋结构如下:纵、横向交叉排布形成一层网,分别在底板的上下两层铺上,它们之间进行竖向加固,防止脱落,材料用钢筋即可。这种结构也就是我们常说的“架立筋”。它其中一个主要作用即是防止下面的钢筋层掉落。据报道,曾经有一例事故就是因为架立筋的设计没有处理好,底板的预应力过大,最终造成了底板分层[3]。
四、阶段的养生时间
如果按照相关资料,硂在施工完成后前三天是无法投入使用的,其主要以时间作为标准。但在实际生产中,龄期的因素并不是最关键的,直接对硂作强度检测,满足相关要求之后便可以进行张拉处理。如果工程的时间吃紧,那么可以按照具体情况作灵活处理,在到达最大强度的4/5时即可,一般来说,两天便可完成。但是必须认识到一点,万一硂的结构在还未完全成形时出现了偏移问题,这个损失是不可逆的。当压应力较小时,硂的发育也受到影响,内部各个部位会出现不均匀的现象,最终造成了其徐变收缩不充分的问题。综合以上几点,硂的发育受到各方面的限制,无论是时间还是压应力,如果没有控制好都会造成硂的强度不够或是不均匀的问题。
五、日温差的作用
温度骤变会对底板造成较大影响,最终严重降低桥梁的质量,甚至其表面直接出现裂纹的重大问题。另外,如果施工现场当地的气候较差,白天和晚上的温差较大,长期以往下去,对于保证施工的质量非常不利,比如在进行悬臂的施工时,整个悬臂将会出现明显的形变,并且无论后期如何养护,都无法恢复正常。
六、标高控制的基本条件
现在一般都是采用有限元法对桥梁的结构和状态进行分析,但是结果的准确性都依赖于一些参数的限定[4]。如果关键条件都无法满足,最终所得到的结果基本无效,并不能够反映此时大桥的状况。首先需要保证整座桥梁的施工质量。质量是否过关主要从其内部结构的连续性和稳定性两个方面进行判定。另外上文所谈到的硂会慢慢地变形,因此应当保证所有的硂结构的生产质量一样,发育养生的效果也不可相差太多。
在控制标高和预拱度时,梁端的位移在立模之时开始,而对于预拱度的位移计算,则要将从立模到成桥过程综合起来计算。一般来说,只要工程的设计不出意外,那么结构的偏移程度也相对比较固定,不会发生重大改变。万一出现实际的施工状况发生问题,那么需要重新对预拱度进行考量。
在现场的施工当中,桥梁的变形问题并不就一定是挂篮的原因。相反地,挂篮有利于保证桥梁的稳定。挂篮的施工也有着一定地讲究,在悬浇工作的不断进行下,挂篮也同时进行,慢慢地添加上去。不同的是,之后需要将所有挂篮一次性取下来。
七、高应力状态下的应变计算
根据相关的公式我们可以得到,在应力小于0.5Rba时,硂是以线性的形式产生徐变效应。相反地,当应力偏大时,那么就不是呈线性变化,变化速率将会大大增加。比如当应力为0.58Rba时,那么则需要对模量作出进一步的修正处理。应力超过标准之后,当产生裂痕之后,硂的徐变速率便会有一个爆发的趋势[5]。
八、预应力张拉时的变形计算
在连续刚体桥梁中,桥体自身的质量是影响其变形的主要因素。在预应力的作用下,底板和顶板的压应力分别存在变大和变小的趋势。在底板的卸载过程中,应力应变的曲线通常情况下是与原点切线相平行的,此时当割线的模量低于切线时,那么切线模量则充当此类情况下的弹性模量。另外,针对底板的变形,具体计算时应当考虑到其卸载的影响,这个时候如果采取直接刚度法是不正确的。
九、结束语
笔者相信,只要各级工作人员认真对待桥梁工程,从设计到施工做到尽可能地完善,那么最终的桥梁便能够达到要求,为人们提供更多的方面,我国的发展也会受到积极影响。
参考文献
[1]朱军.关于连续刚构桥挂篮施工常见问题研究[J].建材与装饰,2017,(5):233-234.
[2]李映田.预应力混凝土连续梁的施工监控与剪力滞效应研究[D].兰州交通大学,2015.
[3]吴载清.高速公路宽幅连续刚构桥悬臂施工关键技术研究[D].西南交通大学,2015.
[4]王俊海.大跨度连续刚构桥悬浇施工支撑系统力学特性研究[D].长安大学,2014.
[5]朱建.预应力张拉工艺对连接刚构桥影响[D].武汉理工大学,2012.
论文作者:徐欢乐
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/13
标签:预应力论文; 桥梁论文; 挂篮论文; 的是论文; 底板论文; 应力论文; 锚固论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;