大跨径桥梁施工控制不确定因素分析

2020-01-01尹思远

四川建材 2020年11期

尹思远

(四川交大工程检测咨询有限公司，四川成都 610031)

0 前言

桥梁工程的稳定性对人们的人身安全具有重要影响，但是桥梁工程通常都是工作环境复杂、规模大，涉及到的内容比较多，因此，如果想要在每个施工环节中都能够发现工程存在的应力变化问题，具有一定的难度。随着科学技术的不断发展，在工程中利用一些科学监测设备能够对工程关键部位施工信息进行监测，可以有效地降低施工中的误差，进而提升桥梁工程项目的安全性，由此可见，在桥梁施工中提高工程监测是减少工程中不确定因素的一种有效方式。

1 不确定因素控制的重要性

在桥梁工程中，施工控制能够提升工程整体施工质量，以此保证桥梁在后续使用中的安全性，现阶段交通事业发展快速，城市道路建设不断增加。随着科学技术的发展，大跨径桥梁应用也越来越普遍，大跨径桥梁施工方式通常情况下采用的是分段施工方式，分段施工方式虽然具有施工便捷的特点，但是在实际施工中容易受到影响而产生一些不确定因素。因此，在桥梁工程施工中必然需要加大施工质量控制，从而保证工程施工安全性。尤其是针对预应力混凝土桥梁工程，这类工程本身材料就具有松散特点，再加上气候条件影响，使桥梁内部之间相互作用，极容易出现内部位移的情况，进而导致桥梁施工偏离原有设计，对工程施工进度和施工质量产生严重的影响。因此，需要及时对工程施工进行控制，促使每一个施工阶段产生的影响都能够在可控范围内，从而保证工程质量。在桥梁施工中加强控制，能够保证工程施工整体质量。在桥梁施工中，其内部应力以及形变量都可以通过预知进行控制的，但是前提需要做好监测工作，一旦出现数据误差，则可以及时进行分析、处理，进而保证工程安全系数。在对桥梁进行有效控制以后，一定程度上能够对桥梁后续检测提供便捷，可以明确交通承载力的具体数据。与此同时，还要做好突发事件准备工作，并制定相应的应对措施，进而延长桥梁的使用寿命。

2 大跨径桥梁工程建设的施工特点

根据《公路工程技术标准》(JTGB01—2014)规定，大跨径桥梁纵跨度的规模需要在100～1 000 m，单个孔洞的跨径应当在40～150 m之间的桥梁。相对于一般的桥梁而言，大跨径桥梁具有很大的差别，主要有以下几种情况[1]。

2.1 自重与荷载力比较大

由于桥梁跨径大，因此，承担的荷载力比较大，主要有以下两方面表现：一方面，大跨径桥梁施工期间工程用料比较多，其构件比较大，自身的质量以及重量较大，承载力也就较大；另一方面，大跨径桥梁的跨度比较大，在对此进行设计的过程中，需要充分考虑到车道荷载以及车辆荷载产生的因素，其统计工作量较多。同时因为桥梁跨径大，相对于普通道路相同的荷载能够在跨径中产生更大的弯矩，因此，在设计大跨度桥梁中其跨中弯矩特别大，这也是大跨径桥梁需要大量配筋的原因之一。

2.2 施工机械设备及地基的要求较为严格

在进行大跨径桥梁施工中，由于施工多需要的构件形体较大，因此，对施工机械设备的要求也是比较大，以便于施工方便。尤其是针对一些跨湖、跨江的桥梁工程进行施工时，通常都会按照不同的施工方法进行施工，需要选择特定施工设备。由于大跨径桥梁承受的荷载力比较大，因此桥墩以及桥台承受的竖向力也较大，并且要及时传递给地基，为此大跨径桥梁的施工对于地基要求具有较大的承载力。另外，还需要对地基采取合理的加固方式进行加固，保证其安全性[2]。

2.3 考虑因素较多

在进行大跨径桥梁设计中需要考虑的复杂因素较多，这些因素是需要额外考虑的，主要与桥梁的跨径大和荷载大这两个点有关联。在大跨径桥梁设计中，针对于跨径大的特点，考虑的因素主要是由于施工混凝土硬化环节产生温度荷载以及干缩问题。若是在普通桥梁工程中，跨径并不大，混凝土的收缩和温度因素产生的影响对桥梁结构作用并不大，但是若处于跨径很大的桥梁中，混凝土的收缩与温度因素影响会积聚，这对于桥梁结构安全具有严重的影响，因此，需要充分考虑。然而对于荷载方面的影响，桥梁结构荷载力比较大，存在着一定的挠度，严重时可能会产生裂缝，因而需要对跨中挠度以及产生的裂缝进行有效的控制，当荷载达到一定程度时，还可能导致地基出现不均匀沉降的情况，因此，必然需要进行严格的控制[3]。

3 大跨径桥梁工程项目中的不确定因素

3.1 温度因素

在进行大跨度桥梁施工中，影响其施工质量的因素之一就是温度变化，当温度处于35℃以上时属于温度过高情况，需要采取相应的措施进行处理或者是停止施工，当温度过高时混凝土硬化速度过快，极不利于控制施工过程，更不利于施工的连续性，进而影响工程施工；当温度处于5℃以下时，要采取措施对工程进行处理甚至停工，主要是由于温度过低，混凝土的硬化速度比较慢，导致凝结强度不符合工作需要，进而影响工程整体施工质量。

由于温度产生变化时出现温度应力，主要有以下两方面：一是结构内部的温度应力，由于建筑中包含许多构件，构件与构件之间相连接，当温度出现变化时，由于材料的不同产生的膨胀系数也不同，进而导致其出现的位移也就不相同，由此在各个结构之间产生温度应力，当这种应力出现集中的情况时，则会严重影响建筑结构稳定性；二是建筑构件自身产生的内部温度应力，当温度发生一定的变化时，由构件内部的纤维之间温度差产生构件内部温度应力，这种应力能够对构件的自身产生严重影响，进而影响其承载力[4]。

3.2 混凝土徐变与收缩的因素

混凝土徐变收缩也是影响工程施工质量的一个因素，主要有以下几个方面，通常情况下大跨径桥梁的施工采用的是钢筋混凝土结构，混凝土结构具有徐变或收缩的性质，容易导致混凝土产生形变，而钢筋混凝土结构中的钢筋则不会产生变形，这时二者之间就会产一定的内应力，这样的应力不利于混凝土与钢筋之间粘结。若是这种应力集中在一起则会对钢筋产生作用，导致钢筋变形，导致安全隐患产生。在大跨径桥梁结构中的桥台、桥墩、桥板都是由混凝土建设，都将会产生收缩、徐变的现象，桥墩、桥台一旦出现徐变、收缩的现象，则会导致桥梁两端高程存产生偏差，若是桥板部位出现徐变、收缩的现象，则会影响跨中挠度使其变大，进而导致裂缝的产生破坏桥梁的建筑结构。因此，在大跨径桥梁工程中，混凝土的徐变量以及收缩量导致桥梁产生位移不能忽视，需要对此进行有效地监测，进而保证工程的施工质量以及安全性[5]。

4 大跨径桥梁项目工程施工中不确定因素的控制

4.1 施工温度的控制

在进行大跨径桥梁施工的过程中，当温度产生较大的变化时，需要及时采取应对措施进行处理，比如，如果温度过低或者过高时，可以采用保温材料进行覆盖的方式，以此减少温度的影响；还可以通过添加相应的外加剂(缓凝剂、早强剂等)调整混凝土硬化过程，另外，还需要在大跨径桥梁施工中设置伸缩缝，避免出现温度应力过于集中的情况。

4.2 控制混凝土的徐变收缩

在对大跨径桥梁设计和施工的过程中，都应当对混凝土的收缩量和徐变量进行预计估算，应当定时对施工过程进行监测，结合实际施工情况加以调节，以此保证施工质量。另外在施工的过程中应当保持施工的连续性，如果不能够进行连续施工则需要设置施工缝[6]。

4.3 控制材料结构尺寸

大跨径桥梁施工的过程中，需要运用许多建筑材料，其中有混凝土结构、钢结构、水泥砖结构、硬塑料结构以及木材等材质，当代大跨径桥梁的施工建设多数是采用分结构组装的施工方式进行建设的，特别是在地质条件比较复杂区域以及一些比较大的建筑构件无法运输的地区，分结构组建方式是一项主要建筑施工方式。由于材料在生产环节、运输环节、保管环境中存在一定不足，其中包括机械磨损、仪器及机械精度不够的问题，进而导致材料与设计要求之间存在着一定的偏差，而存在的这些偏差，在施工中很有可能导致各个构件之间咬合不严密的情况。如果建筑结构之间出现咬合度不够紧凑、应力分布集中等情况，在大跨径桥梁中存在的这些偏差不断积累放大，很容易出现应力集中、断造带等问题，这对于建筑的稳定性具有严重的影响。因此，需要在施工设计过程中对建筑各个构件尺寸预留相应的余量，以此防止由于尺寸偏差的问题而影响整个建筑稳定性，并且在准备施工材料的过程中，应当尽可能采购高精度的设备与材料，以此满足工程设计需求。此外，在工程施工中，对于所使用的材料尺寸需要及时地进行复查、检查，进而减少材料结构偏差对建筑结构产生的影响。