连续钢构桥施工控制技术分析

2015-03-24孙政

黑龙江交通科技 2015年9期

关键词：钢构张拉箱梁

孙政

(贵州省公路工程集团有限公司)

连续钢构桥施工控制技术分析

孙政

(贵州省公路工程集团有限公司)

连续钢构桥具有造价经济、跨越能力大、行车舒适等优点，在很多工程中的应用较为广泛。因此，就连续钢构桥施工控制技术展开分析，重点从底板与箱梁腹板的裂缝控制、合拢段的施工控制、连续钢构桥施工过程的控制等方面着手。

连续钢构桥；施工控制；合拢段施工；裂缝

1 连续钢构桥施工控制技术分析

1.1 底板和箱梁腹板裂缝的控制

(1)加强桥梁基础处理控制。认真做好桥梁基础处理，同时加强基础施工的质量管理工作；(2)做好张拉预应力工作。当一个节段的混凝土浇筑完成后，便可以张拉该节段的横、竖向预应力。其中，滞后张拉是较为常见的一种方法，即张拉的预应力筋与合拢段、节段断部存在一定的距离，这样可以改善预应力的分布状态。但现实施工中，有些工程进行滞后张拉时长度超过标准范围，且偏差较小。为了保证混凝土预应力分布均匀，应严格根据横、竖向预应力张拉顺序张拉预应力，同时每个阶段的纵向预应力索都应下弯；(3)确保温度取值合理。在一些桥梁工程设计与施工过程中，没有将非线性温差考虑到位，导致边跨现浇段上缘出现较大的拉应力，从而致使箱梁开裂。为了防止箱梁出现开裂，应确保连续钢构桥设计及施工过程中的温度取值合理，从而保障结构安全；(4)合理选择混凝土材料。桥梁混凝土结构质量容易受到原材料质量的影响，如骨料品种、钢筋、水泥、级配等。因此，为了避免由于混凝土水化热导致的裂缝问题，在施工过程中，应严格掌控混凝土配合比，以水化热较低的材料为宜，同时采用新型材料，如轻质混凝土等，可以减少结构的自重；(5)合理布置桥梁跨径。高跨比是影响主梁受力状态的重要参数，因此，为了改善主梁应力状态和提高主梁刚度，应合理布置桥梁跨径，根据实际施工情况适当增加梁高。部分工程施工时，通过设计偏小的箱梁腹板截面几何尺寸以达到结构自重降低的目的，这样的做法会使得截面的抗剪能力储备不足，从而致使裂缝产生。故还应注重截面尺寸的设计，确保截面尺寸足够大；(6)适当改善预应力筋的布置。在对称纵向荷载作用下，连续钢构桥的顶底板横向位置会出现纵向位移差，且截面出现纵向翘曲位移。为了避免这种情况，应重视预应力筋布置，并做好适当的改善；(7)加强预应力导管定位及底板混凝土浇筑质量的控制。在工程施工过程中，为了加强底板承载力和抗裂缝能力，可以适当增加上下层箍筋和钩筋；(8)箱梁下缘曲线选择的合理性。在连续钢构桥施工中，应合理选择箱梁下缘曲线，选择变截面箱梁，并选用二次抛物线和半立方抛物线作为底板下缘曲线，从而有利于改善底板的受力状况。

1.2 连续钢构桥合拢段的施工控制

(1)在合拢段顶板的位置通常会设有一对临时预应力束，故应在合拢时进行张拉，而在合拢后拆除；(2)顶开法合拢。在高温季节环境进行施工时，应采用顶开法合拢处理合拢段的桥梁，计算、设计桥梁各种因素综合应力条件，包括跨径、温度、环境、墩高等，以确定顶开距离或顶力。通常只是在连续钢构桥中跨合拢时才能采取顶开处理，从而避免高温合拢的影响，有利于改善桥墩受力。实际施工中，主要使用千斤顶适当顶开两悬臂端，但需要注意的是，边跨合拢无需进行顶开。千斤顶的安放位置主要由悬臂梁的实际受力情况决定，一般情况下，千斤顶都是设置在箱梁的顶板上。另外，为避免出现横桥向弯矩，千斤顶设置时应保证横桥向均衡对称。应根据实际施工情况做好顶开力和顶开量的控制，若基于补偿合拢温度影响角度，则应选择顶开量控制；若基于改善桥墩受力及对后期砼收缩角度，则应选择顶开力控制；(3)劲性钢骨架的预埋工作控制。严格按照施工设计要求将劲性钢骨架预先埋置在最后一个悬臂节段的前端，在埋置之前，应做好相关预估工作，确保施工挠度合理和预埋骨架的定位准确，以有效避免骨架合拢焊接时发生问题。而劲性钢骨架在焊接时应在合拢温度下将焊接锁定，通常锁定合拢最佳温度为10～20 ℃左右。此外，若在高温季节进行施工，则应于施工当天温度最低时段进行合拢的锁定；(4)合拢段混凝土浇筑。在进行合拢段混凝土的浇筑时，应严格浇筑与振捣质量控制。同时，还应做好后期养护工作；第五，合理设置配重。合拢配重重量应根据设计中规定的最大极限配重标准进行设置，同时要遵守均匀对称原则，以避免混凝土浇筑时合拢段两端出现相对变位问题。

1.3 连续钢构桥施工过程的控制

(1)应力的控制。应力监控主要是关键截面的受力方面。通常经由结构分析后明确关键截面。设计参数和计算模型的调整与修正主要通过比较现场实测值与理论计算值进行，从而达到应力控制目的。而应变的检测主要利用钢筋式应力计和钢弦式应力计进行。将温度感应计埋置在应力计附近，可以根据混凝土体内温度效定应力监控温差影响异变情况。若在早晨进行观测，则可以达到最大限度减少温差，从而减少温度的影响；(2)高程线形的控制。高程线形的监控主要通过人工网络神经、卡尔曼滤波法、自适应控制法等方法进行。自适应控制法具有简单、便捷等特点，因此，应用较为广泛。采用自适应控制法监控时应做好以下工作：首先，应做好箱梁实测数据处理、参数识别、预测标高等工作的协调处理。对于实测数据的处理应坚持及时、准确原则，若存在疑问数据则应进行再次测量；进行参数识别时，分析与修正主要设计参数，并将其反馈到控制计算当中，从而得到较为合理的施工结构内力及变形值。标高的预测应基于参数识别结果，通过温度-挠度变形测量以有效避免温度的影响。除此之外，尽量选择温度稳定、影响小的时间段进行立模标高，从而使高程线形免受温度变化的影响。其次，计算箱梁理论标高值时，应将理论模型与实际情况相结合，从而保证算出的立模标高合理、科学。最后，进行箱梁挠度测试时，应严格每一个箱梁悬臂浇筑阶段的测量，每一个阶段均需进行四次测量，包括张拉预应力筋前、张拉预应力筋后、节段混凝土浇筑后、挂篮移动后，从而更好地控制箱梁挠度。