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试论混凝土连续箱梁桥施工控制技术研究
资讯类型:业界动态 加入时间:2017年10月13日21:34

                      试论混凝土连续箱梁桥施工控制技术研究
                                     王永青
               ( 山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西晋中030600)
    摘要: 随着工程技术的发展与进步,混凝土连续箱梁桥逐渐取代了传统桥型,成为现阶段桥梁建筑中的主要应用形式。在大跨度混凝土桥梁的施工过程中,由于受到多种因素的影响,建筑结构的实际状态不能根据理论计算结果反映出来,工程质量受到较大的影响,因此,必须在桥梁的施工过程中采取科学合理的质量控制措施,为桥梁的施工质量和施工安全提供保障。本文通过对混凝土连续箱梁桥施工技术的介绍,论述了施工控制的方法。
    关键词: 连续箱梁桥; 施工控制; 方法研究
    中图分类号: U445. 4 文献标志码: B
    文章编号: 1672 - 4011( 2015) 06 - 0195 - 02
    DOI: 10. 3969 /j. issn. 1672 - 4011. 2015. 06. 098
    0 前言
    随着现代化建设进程的加快,为了满足交通或者经济的发展,对大跨径桥梁建设提出了更高的要求。混凝土连续箱梁桥施工凭借其良好的受力性能、较强的刚度结构等优点成为现代桥梁建设中最常用的桥型。随着施工技术的发展和完善,优秀的施工方法( 悬臂施工法等) 将连续箱梁桥的施工优点充分发挥出来,在众多的交通桥梁建设中成为重要的首选方案。同时,由于受到众多客观因素的影响,工程质量可能受到限制,因此,采取合理的质量控制措施在实际的施工中十分必要。
    1· 悬臂浇筑施工法简介
    悬臂浇筑施工以墩顶段为支点,采用对称的方式逐渐向两侧连续浇筑混凝土,在混泥土强度达到一定的施工标准后,第一时间张拉预应力筋,工作人员移动机具和模板进行下一步的施工,两侧逐渐向跨中合龙,形成一座完整的桥梁[1]。
    悬臂施工浇筑具有较多的优点,例如成本低廉、施工方便,同时对变高度桥梁的施工也非常有益,桥梁在建筑过程中的受力情况与成桥后的受力基本一致。这些优点使得混凝土连续箱梁桥施工在桥梁的建筑领域得到了快速的发展,对桥梁的建设领域产生了深远的影响。在混凝土桥体系成为重要的桥梁体系的同时,连续箱梁桥的建筑形式往往取代了其他众多桥型,成为人们在桥梁建筑中的首选施工方案。
    2· 桥梁的施工控制及其必要性
    在混凝土连续施工的过程中,施工荷载可能会发生一定程度的变化,混凝土的结构弹性模量也会发生变化,加上外界温度的变化和结构体系的调整可能导致混凝土结构变形,在桥梁的设计阶段,这些负面因素都是无法准确确定的。但是这些因素的变化都有可能对桥梁的质量和安全构成威胁,影响桥梁的整体结构。为了保证施工安全,达到设计时的理想状态,必须保证施工按照设计意图顺利开展,在桥梁施工的全过程中必须进行全面的跟踪监测,及时调整控制参数,提高施工过程中的安全性,保证箱梁线性的平顺,使桥梁的外形和内力达到设计的规定,从而保证桥梁的施工质量。
    施工控制是施工管理中的重要组成部分,也是桥梁的重要安全保障。在桥梁施工的全过程中,需要及时观测桥梁结构的内力和变形状况,得出桥梁结构与设计状态之间的差别,结合现代的控制理论,对施工过程中的多种差异进行调整,保证桥梁最后的施工状态能够尽可能接近理想状态,提高桥梁的安全性,满足施工设计要求。在桥梁施工之前就已经确定了桥梁的施工方法,施工过程中的每个步骤都是根据施工方案进行的,为了提高桥梁施工的安全性,必须重视施工过程的控制。当发现施工监测值与设计值不同时,需要进行严格的检查分析,避免出现施工事故。因此,桥梁施工控制系统是桥梁安全施工的重要保障,在造价昂贵的大跨度桥梁中更为重要,并且在施工技术不断进步的同时,施工控制在桥梁建设中将越来越重要[2]。
    3· 桥梁施工控制的内容
    3. 1 结构线形控制
    桥梁施工过程中其线形将不可避免地发生一定的变化,导致与原先的理想状态发生偏差,因此,施工过程中的结构线形控制十分重要。桥梁结构线形控制分为平面线性控制和竖向线性控制。
    平面线形控制是在平面内进行监控和调节,保证各项参数满足设计要求; 竖向线形控制是在桥梁上选取相应的竖向线性来形成典型的监测点,实现整座桥梁的竖向结构控制。
    3. 2 结构应力控制
    桥梁在建设完成后,必须保证受力状态与设计状态一致,满足桥梁的承载能力和使用寿命的目标。施工过程中的混凝土抗压强度都有严格的要求,桥梁必须承受重复动荷载,控制标准必须严格,充分考虑疲劳的影响,预测混凝土损伤开裂、雨水侵蚀等多种危害。混凝土材料的抗拉强度较低,钢筋的抗拉能力强,因此,必须充分考虑两种材料的优势,正确控制施加预应力的进度,控制混凝土和预应力筋的应力。
    3. 3 结构稳定性控制
    随着建设规模的增加,桥梁跨度逐渐增大,桥墩逐渐增高,箱梁的腹板也越来越薄,桥梁的局部刚度逐渐降低。桥梁在施工过程中需要承受住可能出现的各种荷载作用,必须保证良好的稳定性,需要施工过程中对多种不利因素进行预测,采取可靠的实时监测措施,实现桥梁结构的稳定性控制。
    3. 4 结构安全控制结构安全控制贯穿于线形控制、应力控制和稳定性控制中,不同的结构形式其控制内容也有所不同,必须根据具体的监控方案实现安全控制。
    4· 桥梁施工控制的方法
    4. 1 模拟施工过程控制
    1) 预测控制法。预测控制法也称为事前控制法,是连续箱梁桥施工控制的最常用方法,对影响桥梁结构状态的问题进行分析后,对施工的各阶段进行预估和评测,保证施工过程朝着预期的方向发展。
    预测的状态与实际施工状态存在偏差是正常的,但必须采取合理的措施对偏差进行纠正,直到与设计相符合的结构状态。由于连续梁桥的主梁刚度较大,内力和标高一般是没有办法进行纠正的,只能在施工过程中对预测状态进行调整。
    2) 事后控制法。在施工过程中,如果已完成的结构状态与设计时的状态不符合,必须采用合理的方法对其进行调整,但是这种方法只适用于结构线形和结构内力可以调整的情况下。事后控制分为两个阶段: 第一阶段是在每阶段的箱梁桥施工结束之后对施工情况进行检查和控制; 第二阶段是在整个施工结束后对施工情况进行检查和控制。如果发现箱梁桥的内应力存在问题,必须设法对其进行校正处理,利用斜拉索对桥梁的结构状态进行调整,保证其满足施工设计要求。
    3) 自适应控制法。自适应控制法是以监测参数为基础,在施工控制开始的阶段采用的控制方法,由于控制系统的某些参数与实际情况存在一定的差异,控制系统将无法输出与实际情况相同的结果,因此,必须在施工控制系统的运行过程中,预估和监测相关参数,采取合理的措施进行控制。
    4. 2 混凝土施工控制
    1) 钢筋施工控制。混凝土施工质量关系到连续箱梁桥的施工质量,因此,施工过程中对影响混凝土质量和性能的钢筋提出了更高的质量要求[3]。
    在钢筋施工控制的过程中,重要的是要保证钢筋的质量和规格,避免出现质量问题,保证钢筋满足施工要求。另外还需要检查钢筋的力学性能,严格控制钢筋加工过程中出现的质量偏差。钢筋施工的重要控制工作是钢筋焊接,在焊接控制的过程中,需要严格控制钢筋焊接接头的面积,保证焊接接头面积不超过受拉区的50%,避免在混凝土的浇筑过程中出现接头脱节,将接头放置于箱梁桥变形较小的位置。
    2) 混凝土浇筑控制。在混凝土浇筑之前,需要严格控制影响混凝土质量的因素,提高混凝土材料的质量,例如材料配合比、搅拌质量等[4]。在混凝土浇筑施工过程中,对混凝土进行充分振捣,提高原材料的密实性,采用分层浇筑的方法,保证混凝土浇筑一次成型。
    5 ·连续箱梁桥的整体结构控制
    5. 1 上部结构控制
    连续箱梁桥的结构划分如图1所示。
      
    在上部结构的控制过程中,箱梁两侧的腹板斜率控制在4∶ 1,同时控制中腹板保持竖直状态,在实际建设过程中还需要将横梁和横隔板设置于桥梁支座位置,提高整体结构的稳定性和可靠性。
    5. 2 模型计算
    随着信息技术的发展,常将有限元软件分析系统( 常用ANSYS 软件进行有限元分析) 应用于模型构建中,保证施工的顺利进行,分析桥梁的受力情况。一般情况下,对上部结构参数进行计算的过程中,多采用梁格法( 主要思路是利用等效的平面梁格或空间架构来模拟上部结构,将分散箱梁每一区段的弯曲刚度和抗扭刚度集中在临近的等效梁格内,实现横向刚度集中于横向梁格内,纵向刚度集中于纵向刚度内的目的) 进行计算。施工过程中的参数分析如图2 所示。
      
    为了准确模拟桥梁中纵梁的刚度,需要将箱梁模板切开,将顶板和底板作为参考依据进行分析计算。
    6· 结束语
    随着混凝土连续箱梁桥施工技术的推广和应用,施工控制也越来越受到重视,施工控制也成为连续箱梁桥施工管理中的重点。施工控制中需要从混凝土控制和结构控制两个方面入手,技术人员充分利用事前控制和事后控制方法,对整体结构进行控制,保证混混凝土连续箱梁桥的施工质量。
参考文献
[1]黄文,毛学舜,王新定. 挂篮悬浇连续箱梁桥施工控制技术[J]. 山西建筑,2008,34( 1) : 318 - 319.
[2]杨宏杰. 大跨连续箱梁桥转体施工控制[J]. 建筑施工,2014,36( 4) : 453 - 455.
[3]赵志刚. 预应力混凝土连续箱梁桥施工控制[J]. 低温建筑技术,2011,33( 4) : 85 - 87.
[4]赵恒立. 混凝土连续箱梁桥施工与控制[J]. 交通世界: 运输•车辆,2015,11( Z1) : 72.
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文章来自:中国滑模网
文章作者:信息一部
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