浅谈桥梁施工控制

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

王桐

河北省霸州市霸州镇市府道市政府宿舍9号 河北 廊坊065700

摘要

随着大跨度桥梁建造数量的不断增加,桥梁架设过程中的线形及应力状态控制工作越来越显重要,在大跨度桥梁架设过程中,一般均需对线形及应力状态进行专门的分析研究。但是,施工过程的控制工作仍然是大跨度桥梁建设中的一个薄弱环节,目前在已完成的桥梁中,不少就出现的线形不好、内力状态不合理的问题。大跨度桥梁施工是一系列复杂的体系转换过程,不同桥型有不同的特点,针对它们的特点采用不同的对策是控制成功的关键。


关键词

控制目标;意义作用;影响因素;方法分类

正文

1绪论

随着近年来我国社会经济的蓬勃发展,对于桥梁工程的施工质量要求也在不断地加强。因此要想有效提高桥梁工程的施工质量,就需要广泛地运用现代桥梁工程施工控制技术,以此来加强桥梁工程施工的先进性和科学性。以往,在桥梁施工技术中并未突出施工控制的内容,甚至没有提到“施工控制”。而事实上,施工控制是施工技术的重要组成部分,并始终贯穿于桥梁施工中。施工控制在施工技术中未被重视的原因是由于过去所建桥梁一般跨径不大、规模较小、影响因素少等,因为施工控制不力而产生的不良后果也就不明显,从而使人们忽视了它的重要性。

2桥梁施工控制的意义

随着交通事业发展的需要,桥梁建设任务将更加艰巨,施工难度越来越大。事实上,任何桥梁施工,特别是大跨径桥梁的施工,都是一个系统工程。在该系统中,设计图纸要求是施工的目标,在为实现设计目标而必须经历的施工过程中,将受到许许多多确定和不确定因素(误差)的影响,如何从各种失真的结构参数中找出相对真实之值,对施工状态进行实时识别(监测)、调整(纠偏)、预测,使施工系统处于控制之中,对设计目标安全、顺利实现是至关重要的。上述工作一般需以现代控制论为理论基础来进行,所以称之为施工控制。在近年来的桥梁建设中,人们已经普遍认识到施工控制在施工技术中的重要地位与作用。实际上,桥梁施工控制早在以前的施工过程中就已被人们采用,如在施工中为了保证桥梁建成时的线形符合设计要求,在有支架施工时总是要在支架上设置预拱度;在悬臂施工中总是要使施工节段的立模标高高于设计标高一定数值,这实质上就是在对施工实施控制,这些处理的好坏常常被看作是施工技术水平高低的体现。

桥梁施工控制是随施工过程中的预测、实测、评估及反馈、再预测的循环控制逐渐实现的,它是将实用的结构现场测试技术和计算分析技术应用于施工,并结合施工过程形成结构评估、监测及反馈控制的安全及质量技术控制系统。其目的是通过监控监测及计算预测、评估使施工过程处于安全、可控状态,成桥后桥梁结构内力及线形满足设计目标要求;同时,通过监控计算及详细分析提高施工精度,优化施工顺序,保证施工顺利进行。

桥梁施工控制不仅是桥梁施工技术的重要组成部分,而且也是实施难度相对较大的部分。对不同体系、不同施工方法、不同材料等的桥梁,其施工控制技术要求也不一样。以钢桁梁的悬臂架设为例,为使最终满足设计标高,通常采用预设拱度的方法来解决,即将先架设的节点预先抬高来考虑后架设节段的影响。由于钢材的匀质性和制造尺寸的准确性,预设拱度方法在钢桁梁悬臂拼装过程中是较为成功的方法。

3影响桥梁施工控制的因素

影响桥梁施工控制的因素有:结构参数,包括结构截面尺寸、材料容重、材料弹性模量、材料热胀系数、施工荷载、预应力和索力等;施工工艺;施工监测;结构计算模型;温度变化;收缩、徐变;施工管理;监控组织体系。特别是结构参数、温度变化、收缩徐变等影响因素,一般需要在前期施工控制计算时进行敏感性分析,确定对桥梁施工结构行为影响较大的因素,以便于对计算模型、参数的修正调整。下面就几个关键因素作简单介绍:

3.1结构参数

结构参数是施工控制中结构施工模拟分析的基本资料,其准确性直接影响分析结果的准确性。结构参数是桥梁的施工控制必须考虑的重要因素。事实上,实际桥梁结构参数一般是很难与设计所采用的结构参数完全吻合的,总是存在一定的误差,施工控制中如何恰当地计入这些误差,使结构参数尽量接近桥梁的真实结构参数,是首先需要解决的问题。结构参数主要包括:

1)结构构件截面尺寸2)结构材料弹性模量3)材料容重4)施工荷载5)预加应力6)材料热膨胀系数。

3.2施工工艺

施工控制是为施工服务的,反过来,施工的好坏又直接影响控制目标的实现,除要求施工工艺必须符合控制要求外,在施工控制中必须计入施工条件非理想化而带来的构件制作、安装等方面的误差,使施工状态保持在控制之中。

施工是设计意图实现的关键,好的桥梁设计必须要有高水平的桥梁施工技术来支持。另一方面,桥梁施工技术的发展为桥梁设计意图的实现提供了灵活多样的手段,为新结构、新材料的推广应用提供了充分的技术保障。桥梁施工技术包含施工设计计算、施工方法、施工工艺、施工设备、施工控制等诸多内容。其中,施工控制是施工技术的重要组成部分,并始终贯穿于桥梁施工中。

3.3温度变化

温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大,这种影响随温度的改变而改变。在不同时刻对结构状态(应力,变形状态)进行量测,其结果是不一样的,如果施工控制中忽略了该项因素,就必然难以得到结构的真实状态数据(与控制理想状态比较),从而也难也保证控制的有效性。所以,必须考虑温度变化影响。温度变化相当复杂,包括季节温差、日照温差、骤变温差、残余温度、不同温度场等,而在原定控制状态中又无法预先知道温度实际变化情况,所以在控制中是难以考虑的(要考虑也将是非常复杂的)。通常都是将控制理想状态定位在某一特定温度下,从而将温度变化对结构的影响相对排除。

5

在桥梁施工过程中,线形及结构应力的控制在整个施工中占据着重要地位与主导作用,对于结构温度、应力、变形等内容,需要通过系统的、持久的监测,在施工中不断修正各种影响成桥目标参数误差对成桥目标的影响,才能确保成桥后结构受力和线形满足设计要求。在结构应力方面,首先要控制混凝土的原材料,配合比设计合理;其次在浇筑时要控制入模温度和降低水化热;最后预应力张拉要应力和强度双控制。在线形方面,必须进行精确的计算和严格的控制,设置一定的预拱度,全程线形应定期进行通测,以确保全桥线形的协调性。

参考文献

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[2] 徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京人民交通出版社,2000

[3] 向木生张世飙张开银沈典栋沈成武.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J]. 公路学报,2002年第四期

 

 

 


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