大跨度预应力混凝土桥梁施工控制因素及影响分析

2015-03-20徐沫

华北科技学院学报 2015年3期

徐沫

(中铁十九局集团第三工程有限公司，辽宁沈阳 110136)

0 引言

随着公路建设的飞速发展，各种大跨度预应力混凝土连续桥梁得到广泛应用，由于其施工过程比较复杂，且在施工过程受到许多因素的影响，桥梁结构实际状态与理想状态之间往往存在差异，因此在桥梁施工过程中，对施工进行控制，保证桥梁建造质量，增强桥梁的稳定性和安全性意义重大。本文通过对大跨度预应力混凝土连续桥梁施工的控制因素及其对施工的影响进行分析，提出了提升桥梁施工质量的具体措施。

1 施工控制的重要性

1.1 能够确保工程质量合格

施工控制和监管的目的一样，都是为了确保工程的质量。然而，要达到此目的，施工调控必须及时有效。调控可简单，也可复杂，大跨度预应力桥梁建造则属于较复杂的工程，若调控不好，易发生相应故障，带来巨大损失。因此，进行施工调控甚是必要。

1.2 有利于桥梁的正常有效使用

桥梁作用的良好发挥离不开正确有效地使用相关功能，在使用过程中，调控机制能够做到“防患于未然”。结构的稳定性是桥梁安全使用的基本属性，通过调控，可预先掌握桥梁的运行状况。若有不良情况，调控机制能够给予相关提示，便于做好下一步处理。此外，对大跨度预应力桥梁进行施工调控，不但能保证其稳定性，还能增强车辆行驶时人们所感受到的惬意感。故对桥梁进行施工调控具有很大的意义。

2 大跨度预应力桥梁施工的控制因素

2.1 桥梁结构的变形

对于桥梁结构的变形因素进行控制，主要是为了防止因尺寸偏差而造成灾难事故，尺寸偏差主要发生在结构尺寸和设计尺寸之间，任何结构不可能达到准确无误，进行控制的内容就是要保证其在允许的数值内，具体标准应按公路工程质量检验评定标准JTGF80/1-2004执行。

2.2 桥梁结构应力[1]

结构应力控制不好将会给桥梁带来非常大的危害，对此项因素进行调控，一方面我们应对施工工具参数进行严格审查，包含锚具、千斤顶和压力表等，使其设备精度达到相应的标准，即压力表精度等级不低于1.5，校验千斤顶的试验机精度不低于±2%；另一方面主要是针对钢材质量的校对，特别是其伸拉性能校对，检验伸拉性能的方法一般是采用压力控制法，保证实际伸长数值与理论伸长数值在校验过程中处于许可范围6%以内。

2.3 桥梁结构稳定性

调控该因素的直接目的是保证桥梁各局部及总体的稳定性，特别是在发生较大震动时，能够不发生垮塌危险。一个桥梁是否安全，很大程度上取决于稳定性，稳定性是安全性的基石，为了校验其稳定性，一般采用计算轴心压力法进行检验[2]。

3 不同因素对大跨度预应力混凝土桥梁施工的影响

大跨度预应力混凝土桥梁的建设施工和原始设计之间总存在一定的偏离，影响其施工的因素有多种，主要包括以下几个方面。

3.1 桥梁结构参数

桥梁的结构参数对其质量有着密切关系。桥梁的结构参数主要包括以下五部分内容[3]：(1)桥梁构件的截面尺寸，截面尺寸的误差将导致结构内力、变形等分析误差的出现。(2)结构材料的弹性模量，材料的弹性模量和结构变形有着十分密切的关系，在施工过程中，应该尽可能地根据施工进度进行现场抽样。(3)材料容重，材料容重是施工过程中变形和内力的主要影响因素，施工过程中应对不同集料和钢筋的含量进行准确的控制。(4)施工载荷，在桥梁的建设施工过程中，一般都会存在施工载荷，这部分载荷会对变形产生影响，需要根据实际情况对载荷进行取值。(5)材料的热膨胀系数，在昼夜温差较大的地方，材料的热膨胀系数对构件的变形和结构稳定性具有重要影响。

3.2 施工温度

桥梁主体结构的内应力和变形还与施工温度有密切关系[4]。施工温度波动过大，会加剧桥梁主体结构的内应力，影响桥梁的质量和使用寿命，而且还会加大桥梁施工的困难程度。在施工过程中，施工温度是随季节温差、日照温差、骤变温差、参与温差等外界条件而变化的，情况复杂。

3.3 施工监测误差

施工监测误差反应了施工数据的可靠性[5]。在桥梁的施工过程中，需要对主要构件的变形、应力等进行动态跟踪监测，由于仪器设备因素、人为因素、外界不可控因素等的影响，这些误差的存在可能会对调整好的状态产生不良的作用，使设计参数和实际参数高度发生偶然性吻合。

3.4 施工材料收缩及徐变

在桥梁施工过程中，施工材料的徐变以及收缩会对桥梁主要构件的内应力和变形产生重大影响[6]。这主要是混凝土材料普遍存在加载龄期小等相关原因造成的。在桥梁建设中需采用适当的徐变系数，并予以严格控制。

3.5 结构分析模型

在桥梁的设计和施工过程中，通常是对桥梁进行结构简化、建立模型，这种简化、建模与实际存在一定偏差，譬如临界条件的处理、相关的假设、模型的精度等。因而在实际建设施工过程中，需要有针对性的控制和改善，使所建立的结构分析模型尽可能的贴近实际情况。

4 大跨度预应力混凝土桥梁施工质量控制措施

4.1 预应力材料的质量控制措施

在桥梁施工的同时，一定要严把材料质量关，尤其是预应力材料。对出厂的产品要有合格证，对到场的材料要进行检验，其强度、刚度、严密性及螺旋压接缝咬合牢度等各项指标均达到质量标准后方可使用；对到场的材料要妥善保管，要有防雨、防潮措施，对有严重锈蚀的材料不得使用，作报废处理。波纹管在运、安放过程中，要减少或防止外力作用，防止波纹管变形，发现截面变形的波纹管应及时更换，以免对后期的张拉工序造成影响。

4.2 施工管理中的质量控制措施

大跨度预应力混凝土箱梁的施工需深入研究施工图纸，制定科学的施工方案，处理好工序相互衔接，合理的做好任务分配，确保分项工程施工高效的进行。施工组织与技术管控相互协调，组织施工人员进行施工技术和工艺的培训，加强工程施工规范和技术交流，保证桥梁工程质量和进度。

4.3 砼浇筑质量控制措施

桥梁预应力构件钢筋布置密集，为了保证混凝土浇筑质量，必须解决混凝土浇筑困难的问题。主要从以下几方面把控：接缝方面，当箱梁截面较大时，为了保证施工缝的受力位置最佳，依据施工接缝的位置进行分次浇筑施工，对施工缝采取凿毛处理、预埋型钢或预流凹槽等加强措施；振捣方面，对于钢筋及预应力管道密集地方，采用底、侧模联合振捣施工工艺，对于采用插入式振动器设备施工时，要根据钢筋或管道间距大小选择适合本施工条件振动器，对振捣棒不能达到效果应用钢筋利用人工进行捣实；自检方面，在施工过程中，应随时注意校正和检查支座钢板、端部锚固板、制孔器及预埋件的位置、数量，避免振动器碰撞预应力钢材管道、预埋件、摸板，以保证其满足设计图纸要求。

4.4 后张法张拉工艺控制措施

在桥梁施工过程中，预应力张拉施工是桥梁质量关键工序中重中之重，必须保证张拉质量。施工时预应力预留孔道应用通孔器或压气、压水等方法进行检查，防止堵塞；钢丝束、钢绞线束、钢筋束等穿束前，将一端找齐平，按顺序编号；对于较长束，应套上穿束器，由引线及牵引设备从另一端拉出；对于端部预埋铁板与锚具和垫板接触的焊渣、毛刺、混凝土残渣，要及时清除干净；螺丝端杆的丝扣部分应用水泥袋纸等包缠2～3层，并用细铁丝扎牢，如采用夹片式锚具，上好的夹片应齐平，在张拉前并用钢管捣实。张拉之前混凝土强度，应满足设计要求，若设计无要求时，不应低于设计强度等级值的75%；对于块体拼装构件的竖缝采用砂浆接缝时，砂浆强度不低于15Mpa。张拉时必须按照设计张拉顺序施工，严格控制各阶段的张拉应力，使桥梁抗弯能力及刚度达到最佳效果，提高桥梁使用的寿命。