简支连续小箱梁桥施工质量控制影响因素探讨
2019-02-17陈远林
陈远林
(四川公路桥梁建设集团有限公司, 四川 成都 610000)
0 引言
简支连续小箱梁桥施工中通常是采用装配式及体系转换后形成结构连续的施工方法,对应截面形式为箱型结构,这种结构形式具有抗扭能力强、自重轻、梁高低、外观美等特点。但施工中一旦操作不当,就会对施工质量造成影响,所以探讨和解决其质量控制的影响因素,方能有效提升施工质量。
1 使用现状
简支连续小箱梁桥主要应用预应力混凝土、体系转换及结构连续技术,自身结构上存在着很大的优势。随着桥梁的发展,该技术得到了广泛应用。但是,在运用过程中,仍存在一定的问题,最主要是小箱梁的裂缝问题,既影响了桥梁的质量,又影响了桥梁的外观。
2 结构特点
2.1 施工特点
主要包括以下五个方面的内容:
1.预制梁采用标准化预制厂、标准化施工工艺等集中预制,有利质量控制、质量提升;
2.桥梁的上、下部结构可同时进行施工,在提升施工效率的同时,也提高了经济效益;
3.采用架桥机批量安装,提高了安装质量、加快了施工进度、减少了施工设备的数量、节约了成本;
4.采用定型钢模板批量预制,在很大程度上节省了材料、加快了施工进度、保证了工程质量;
5.从预制厂的预制、安装、连续湿接段及横隔板湿接缝的浇筑,到连续段负弯矩预应力的张拉,最后实现全桥体系的转换,达到了结构连续的效果。
2.2 受力特点
主要为:小箱梁本身自重轻、梁高低、抗扭能力强,在进行转换以前为简支梁结构,主梁的自重内力经过一系列的转换以后,形成一个连续性的结构,承受二期恒载以及使用活载。因此,该结构的内力呈现出工况叠加的结果。
3 存在的问题
3.1 转换过程
从整体上来看,简支连续小箱梁桥有一个转换的过程,在该过程中,如果没有充分考虑到连续梁桥的特征,将会导致小箱梁出现裂缝。造成裂缝的主要原因为:在进行空间结构设计中,没有对力学进行合理分析,导致整体刚度达不到要求;在施工中各工序、各项技术指标未按设计要求进行严格控制,导致整体受力与设计不符,最终导致小箱梁出现裂缝,对其结构受力、耐久性等造成了影响。
3.2 预制过程
对于多跨的大桥,通常采取桥梁荷载试验的方法对桥梁的整体质量进行检验。在小箱梁预制中,常采取批量生产的方式,采用概率调查统计法,将可靠度原理应用在施工质量的评判中,目的是使计算过程更加简便、让评判结果具有较强的科学性及合理性。但在当前状况下,可靠度原理的应用还存在不足之处,因此,还需对其进行不断研究、完善。
当桥梁的调查参数确定后,才能对桥梁的可靠度进行计算。若调查参数为正态分布,则可直接进行桥梁的可靠度计算;若调查参数为非正态分布,则需将参数转变为正态分布后,再进行桥梁的可靠度计算。但在实际上,相当一部分的调查参数为非正态分布的趋势,若一定要将这些参数转换为正态分布,则计算结果会出现较大偏差,就违背了可靠度原理应用的初衷。
目前桥梁可靠度的计算方法主要有:一次二阶矩法;一次二阶矩中心点法等,但这些方法应用的前提条件就是调查参数为正态分布趋势,计算结果才具有较高精度。
4 有效的解决策略
4.1 规范简支连续小箱梁桥的施工技术操作步骤
先简支后连续是很形象的施工方式。一联几孔的小箱梁桥,从预制梁的预制到安放在临时支座上,呈简支受力状,和普通的梁没什么区别,但是小箱梁纵向之间通过在墩顶(永久支座上部)接通波纹管、穿入钢绞线、浇筑湿接段、张拉梁顶负弯矩钢绞线并压浆后使该联结构形成整体连续(小箱梁横向之间通过现浇湿接缝、横隔板把箱梁连成整体),最后按设计要求拆除临时支座,由永久支座承受桥梁上部荷载,实现体系转换,形成连续结构的受力方式。
4.2 明确简支连续小箱梁桥的应用理念
空心板、小箱梁及 T梁均可作为简支连续梁桥的梁板,在设计中选择梁型的应用理念有:
1.按跨径及行业习惯选择:空心板适合13-25米的跨径,当L<20米时优势较明显;小箱梁适合20-35米的跨径,当L=20-30米时优势较明显;T梁适合20-50米的跨径,当L=40-50米时优势较明显;
2.按受力特点选择:小箱梁抗扭能力强,其它两种梁抗扭能力相对低一些;
3.按地形特点选择:平原、丘陵地区常采用小箱梁,山区常采用T梁;
4.按美观性选择:对净空、美观性有要求时优选小箱梁或空心板;
5.按统一梁型选择:如果一座桥可采用同一类型梁,就不考虑采用其他类型梁。
总之,简支连续梁桥设计中在进行梁型选择时需综合考虑可行性、经济性、跨径、受力及地形特点、美观性、梁型统一、批量预制及安装等因素,以利于采用标准工艺、控制成本、加快进度、提升质量。
4.3 完善安全风险控制措施
开工前,施工企业需建立和健全安全生产责任制、安全保障体系、安全生产领导机构等,同时将安全培训、教育全面有效覆盖到每个参加施工的人员,提升他们的安全意识、安全技术水平及安全操作能力。
充分进行安全风险识别,完善各项安全防护措施,加强安全隐患排查及治理,及时消除安全隐患,确保安全状态下施工。
此外,各分项工程、特殊工序及关键工序开工前,必须逐级进行安全技术交底,覆盖所有参加施工的人员,让他们尤其是一线操作工人知道什么能做、什么不能做、怎么做才能保证安全、保证质量,同时针对具体施工情况,建立风险管理模型、风险防护方案。
5 简支连续小箱梁桥施工注意事项分析
简支连续小箱梁桥施工中有一个小箱梁安装在临时支座上的过程,虽为临时,但是实现体系转换、形成连续梁结构过程中非常重要的环节。在其形成连续结构过程中,一般要求施工工艺如下:
同时,简支连续小箱梁桥施工安全风险评估主要分为:风险事故发生概率评估、发生危害性评估,为此,需选择合理的风险评估方式来确保评估结果的精确性,为风险的防范及解决方式提供科学依据。
6 结束语
综上所述,本文通过对简支连续小箱梁桥的使用现状、结构特点进行分析,探讨其在施工中的质量控制影响因素,并提出了有效解决策略,为简支连续小箱梁桥在设计、施工、质量影响因素控制等方面提供了科学依据,为全面有效提升其施工质量奠定了坚实的基础。