大跨度连续刚构桥梁施工控制关键问题分析与研究

2016-08-05熊业会

黑龙江交通科技 2016年6期

关键词：关键问题桥梁施工控制

熊业会

(毕节公路管理局，贵州毕节　551700)

大跨度连续刚构桥梁施工控制关键问题分析与研究

熊业会

(毕节公路管理局，贵州毕节551700)

摘要：大跨度连续刚构桥梁施工可以说是在桥梁施工过程中应用非常广泛的一种模式，不过在应用这种模式进行施工的时候仍然会存在一些的问题，影响桥梁的施工质量。为了对这种模式的桥梁施工结构有一个深入的了解，对大跨度连续刚构桥梁施工控制关键问题进行了相应的分析和研究。

关键词：大跨度连续刚构；桥梁施工；控制；关键问题

1大跨度连续刚构桥梁施工控制

1.1影响因素

(1)人为因素。这里所指的人为因素主要包括施工人员管理意识不到位以及操作行为不规范。首先施工人员在施工过程中安全意识缺乏，不佩戴安全防护设施；其次施工人员的施工技术不能满足桥梁施工要求，技术不规范；另外，很存在一些违法违章行为，比如施工过程一些特殊工种没有持证上岗，起重机违章操作等。

(2)物质因素。施工单位为了追求更多的经济效益，所采用的施工原材料经常是一些不达标的材料，材料质量得不到保证；另外施工现场的机械设备、施工工具以及配件等没有达标，同时没有做好及时的维修和养护，严重影响工程质量和安全。

(3)环境因素。环境因素包括自然环境和社会环境。比如自然环境本身就是千变万化，暴雨、泥石流、沙尘暴等恶劣天气都会影响工程质量，如果不能够及时根据当地水文、气象资料采取措施还会造成经济损失甚至是人员伤亡。此外施工周边的如果居民偷盗施工材料和器具，也会相应工程正常进行。

1.2施工控制关键问题分析

(1)腹板开裂成因及预防。严格意义上来讲，混凝土产生裂缝本身就是一件不可避免的事情，它的产生原因是本身物理和力学性质所决定的。总的来讲，桥梁在使用过程中经常会受到外力的影响，这些外力包括车辆、人群等的重力，它们会直接作用在桥梁结构上，产生荷载。另外混凝土本身的收缩徐变、温度变化、基础变位等条件都会使得结构局部产生约束力从而产生一定的拉应力，当这些拉应力超过混凝土承受强度时，就会产生开裂。想要对混凝土裂缝做到一个很好的预防，首先需要做的就是要控制好水泥水化热的影响，所以在施工的时候要尽量减少水泥的用量，可以要求施工单位具有低水化热的硅酸盐水泥代替普通水泥；其次要做好合理的养护工作，控制好拆模的时间，在拆模的时候一定要综合考虑施工地区的气候条件，防止出现开裂；最后选用具有高强度低松弛特性的钢绞线，并且充分利用格构锚固和张拉的方法较少预应力的损失。

(2)跨中下挠成因及预防。当前跨中下挠已经成为了目前国内大跨径连续刚构桥梁中的主要病害之一，产生原因有很多，主要是由以下方面的因素引起的：混凝土发生收缩徐变，这一直被认为是最主要的原因；桥梁的主梁刚度发生变化，导致桥梁承受能力降低；纵向预应力的有效性也是导致跨中下挠的原因之一；刚构节段和节段之间的竖向接缝质量也会影响跨中下挠；预拱度设置存在偏差，这样会使得主跨跨中的荷载明显加大，向下的弹性形变也随之增大，久而久之徐变就会增加挠度；施工质量；桥梁荷载也会对大跨度刚构下挠有一定的影响。要想对大跨度连续刚构桥的主梁跨中下挠有一个很好的控制预防，应该从设计上、施工方面、施工监控以及后期的养护管理等几个方面进行考虑。首先在设计上要充分考虑桥梁所能够承受的强度，优化主梁梁底的线性，尽量减少抛物线型应用的次数；其次要严格控制施工质量，确保按照施工图纸进行；然后施工监管部门一定要对施工过程严格监管，保证施工单位不存在偷工减料的情况；最后，在运营管理上，要对桥梁上面形式的车辆、行人等做好控制，严禁超速、超载行驶，并且对大桥做好定期的检测，一旦发现问题要及时处理。

2大跨度连续刚构桥梁施工线性控制

2.1工程概况

此次所列举的工程是贵州白水河大桥，它的跨径组合为66+120+2×138+120+66 m=648 m。整体体系为预应力混凝土刚构-连续箱梁组合，采用单箱单室预应力结构模式，120 m跨梁高从边跨端部的3.1 m一直变化到主墩根部的7.0 m，跨梁高从8 m变化到138 m，两侧悬臂板根厚度为80 cm，悬臂为2×3 m，悬臂板根厚、宽分别为80 cm、6 m底板厚度从30 cm一直变化到90 cm，138 m的跨箱梁底板厚度相应的也从80 cm变化到30 cm。桥梁的墩柱，墩身的厚度都为3.5 m，固定的墩身纵横、宽为4 m和6 m，其他连续敦的墩身纵、横宽分别为3.5 m、6 m。

2.2施工监控系统

(1)误差分析系统I。这个系统主要负责的工作是对采集的数据进行初步的加工。

(2)现场测试系统。根据控制要求，对桥梁施工现场比如控制截面、墩顶偏位、主梁偏高等能够反映桥梁施工现场情况的物理量进行测量记录。

(3)误差分析系统II。对初步加工的信息进行深加工，并且根据当前控制工作所统计的数据利用一定的数学算法，来识别当前结构所处在真实状态。

(4)数据处理判断系统。对第一次误差处理系统所处理的信息，进行相应的数据处理和判断，来判断当前控制状态下的数据是否能够满足施工控制要求。

(5)正装计算系统。它是整个系统体系的核心，它所采用的原理是空间杆系有限元计算原理。

2.3模型建立

采用MIDAS 6.7.1桥梁结构的专用分析软件对桥梁施工过程进行相应的控制计算和分析。在建模时。把全桥总共分为212个小单元和218个节点。从单元1一直到单元180都是桥梁的主梁单元，其余剩下的单元为桥墩单元。桥墩和主梁之间采用梁单元进行模拟，部分采用刚臂连接，并且还要保证连续梁的部分主梁以及和桥梁之间应用的形式为横向自由度、顺桥向扭转自由度以及竖向自由度。按照施工参数和施工工序，首先需要确定的便是成桥的状态，然后利用正确的计算方法计算和确定出在不同施工状态下结构受力和变形情况。

在确定好模型之后还需要计算出相应的参数，首先需要确定的便是预应力钢绞线材的料特性，此次模型所采用的钢绞线为国标GB/T5224-2003松弛度比较低的高强度钢绞线，抗拉的强度高达1 864 MPa，弹性模量Ep=195 000 MPa，预应力受损的相关参数分别如表1所示。

主梁和桥墩材料以及截面特性，经过专门的计算和记录，得出的结果如表2所示。