混凝土梁橋施工技術(shù)范文

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摘要：大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工方法主要為懸臂施工，了解施工監(jiān)控的方法和影響成橋線形及結(jié)構(gòu)內(nèi)力等主要因素。通過施工監(jiān)測和采取一定的控制措施，大橋懸臂施工順利合龍，很好地達(dá)到了規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；連續(xù)梁橋；懸臂施工；施工監(jiān)測；控制技術(shù)

前言

隨著公路建設(shè)的飛速發(fā)展，各種大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋得到廣泛應(yīng)用，其施工方法多為對稱懸臂施工。大橋的懸臂施工要經(jīng)歷一個長期而復(fù)雜的施工過程以及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換過程，各施工階段的結(jié)構(gòu)受力都將伴隨著結(jié)構(gòu)體系、約束條件和荷載作用的變化而不斷變化。由于施工過程中受到許多不確定性因素，包括材料的性能、施工荷載、預(yù)應(yīng)力損失、混凝土收縮徐變、溫度等的影響，造成橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)之間存在差異，因此在橋梁施工過程中有必要對橋梁的實(shí)際反應(yīng)（高程、線形、應(yīng)力等）實(shí)施嚴(yán)格的全過程施工控制，保證橋梁建造質(zhì)量、確保施工過程的安全，以及成橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形等符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

1施工控制影響因素分析

懸臂澆筑施工過程中，對橋梁內(nèi)力和線形造成較大影響的因素主要有下列幾個方面，排除這些影響因素，測試結(jié)果才更具可靠性，正確指導(dǎo)施工。

1.1截面特征參數(shù)。橋梁施工可能存在截面尺寸誤差，這種誤差將直接導(dǎo)致截面特征參數(shù)（截面面積、截面慣性矩等）的誤差，控制過程中通過結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力的實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)對截面特征參數(shù)進(jìn)行動態(tài)修正并作誤差分析。

1.2材料特性參數(shù)。材料特性參數(shù)主要指材料的彈性模量E，對于混凝土材料來說，彈模在施工過程中會有一定的波動，在橋梁施工計(jì)算中要按照實(shí)測值進(jìn)行分析。

1.3溫度及混凝土收縮徐變。溫度變化對橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形有較大影響，但橋梁結(jié)構(gòu)中的溫度場的影響比較復(fù)雜，一貫作法是通過定時觀測（如每天早晨日出前進(jìn)行觀測）來盡量減小溫度影響。混凝土收縮徐變與橋梁結(jié)構(gòu)的形成歷程有著密切的關(guān)系，在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中，混凝土收縮、徐變對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形都有明顯的影響。

1.4荷載參數(shù)。荷載參數(shù)主要是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重力（容重）、施工臨時荷載和預(yù)加力。對于懸臂施工預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，由于容重變化、漲模等原因引起的構(gòu)件自重變化經(jīng)常發(fā)生而又沒有一定的規(guī)律。由于施工組織不合理材料堆放引起的施工臨時荷載，也會有較大的誤差。對于結(jié)構(gòu)體系中的有效預(yù)加力，由于預(yù)應(yīng)力損失的變化也常常引起不小的誤差。

2監(jiān)控方法和程序

在實(shí)際監(jiān)控中，首先將由設(shè)計(jì)單位計(jì)算確定的各施工階段的主要測試部位的施工控制目標(biāo)值輸入監(jiān)控管理系統(tǒng)，然后對施工階段完成后的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行判別，并對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出施工控制決策所需的信息。同時依據(jù)監(jiān)測的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實(shí)值進(jìn)行施工階段計(jì)算，確定出每個懸澆節(jié)段的立模標(biāo)高，并在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測成果對誤差進(jìn)行分析、預(yù)測和對下一節(jié)段立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，以此來保證合龍段兩懸臂標(biāo)高的相對偏差不大于規(guī)定值，同時成橋后橋面線形、結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。箱梁施工過程監(jiān)測與控制系統(tǒng)流程。

各節(jié)段立模標(biāo)高按以下公式計(jì)算

H=H0+fi+f掛籃+1/2fp

式中：H-待澆梁段主梁前端立模標(biāo)高；H0-設(shè)計(jì)標(biāo)高；fi-本施工階段及以后各施工階段對該點(diǎn)撓度影響值，該值包括恒載、移動荷載、徐變、體系轉(zhuǎn)化、預(yù)加應(yīng)力等影響；f掛籃-本節(jié)段的掛籃變形值，由加載試驗(yàn)提供；fp-使用階段活載作用下產(chǎn)生的最大豎向撓度。

3監(jiān)控實(shí)例

某公路橋?yàn)?8.6m+3×64m+48.6m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，橋梁總寬度為26.5m，分兩幅橋建設(shè)，中間預(yù)留1m后澆濕接頭，主橋單幅箱梁為單箱單室截面。主跨支點(diǎn)處梁高4.0m，跨中梁高2.0m，梁底按二次拋物線y=4f（L-x）x/L2變化。箱底寬7.25m，箱頂寬13.25m，箱梁翼緣寬度橋外側(cè)為3.5m，內(nèi)側(cè)為2.5m，箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

3.1箱梁應(yīng)力監(jiān)控。對于連續(xù)梁，主梁在懸澆施工中各截面的應(yīng)力隨工況的不同，同一截面上下緣的應(yīng)力不斷變化。主梁在懸澆過程中可按靜定結(jié)構(gòu)考慮控制截面，懸澆完成后結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，此時應(yīng)按超靜定結(jié)構(gòu)考慮控制截面，在這些截面內(nèi)布置傳感元件，進(jìn)行應(yīng)力測試和施工控制。在懸臂施工階段，主梁最關(guān)鍵截面為0號塊懸臂根部處的截面；在合龍后，除0號塊懸臂根部處的截面外，跨中合龍段也是關(guān)鍵截面之一。

傳感器采用國內(nèi)常用的鋼弦式應(yīng)變計(jì)，該種傳感器具有測試精度高，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。在鋼筋綁扎完畢、混凝土澆筑之前，用鐵絲綁扎在主梁的縱向鋼筋的上。為了減少混凝土徐變和溫度應(yīng)變的影響，在施工測量上采取加密測量次數(shù)、變量分段累計(jì)的方法。即在主要荷載變化前后及時測量，因其時間間隔較短，其間的混凝土徐變就比較小，選擇日出前梁體溫度較均勻時測量，此時不均勻溫度場溫度應(yīng)力變量小。計(jì)算總應(yīng)力時，先算出每一工況荷載變化前后的階段應(yīng)力（混凝土灌筑前后），然后累計(jì)計(jì)算出總應(yīng)力[3]。圖4為某截面懸臂施工過程中應(yīng)力實(shí)測值與計(jì)算值曲線，從圖中可以看出兩條曲線的變化趨勢基本一致，其差值較小，說明施工過程比較正常，符合設(shè)計(jì)狀態(tài)。通過對箱梁控制截面混凝土應(yīng)變的實(shí)時監(jiān)測，計(jì)算和分析后可知施工各階段箱梁控制截面混凝土應(yīng)力均在設(shè)計(jì)限值要求范圍內(nèi)，混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力鋼束張拉、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換等荷載作用下的箱梁混凝土應(yīng)力的無突變現(xiàn)象，施工過程在安全和可控狀態(tài)下進(jìn)行。

計(jì)算值比較

3.2線形監(jiān)控。測量和基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)立利用大橋兩側(cè)的大地控制網(wǎng)點(diǎn)，使用后方交匯法，用全站儀測出墩頂測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，將墩頂標(biāo)高值作為主梁高程的水準(zhǔn)基點(diǎn)。每一墩頂布置一個水平基準(zhǔn)點(diǎn)和一個軸線基準(zhǔn)點(diǎn)，做好明顯的紅色標(biāo)識，每隔10d進(jìn)行一次聯(lián)測，同時觀測墩的沉降。梁撓度、軸線和主梁頂面高程的測量在每一節(jié)段懸臂端梁頂設(shè)立3個標(biāo)高觀測點(diǎn)和1個軸線點(diǎn)。根據(jù)各節(jié)段施工次序，每一節(jié)段按三種工況（即澆筑混凝土后、張拉后和拆除支架后）對主梁撓度進(jìn)行平行獨(dú)立測量，相互校核。結(jié)構(gòu)幾何形狀的測量主要包括：主梁上下表面的寬度、腹板厚度、上蓋板和下底板的厚度、主梁截面高度以及主梁施工節(jié)段的長度等。通過對各節(jié)段立模標(biāo)高的調(diào)整，該公路橋最終合龍時，合龍段兩側(cè)高差均在20mm以內(nèi)。成橋線形，高程等均符合設(shè)計(jì)要求。

結(jié)束語

（1）施工過程監(jiān)控對于懸臂澆筑施工安全性具有重要的意義，是保證橋梁建造質(zhì)量的重要手段；（2）通過施工監(jiān)控，施工工藝參數(shù)更具合理性，各節(jié)段立模標(biāo)高的確定更加合理，保證了橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形符合設(shè)計(jì)要求；（3）施工監(jiān)控可以掌握實(shí)際結(jié)構(gòu)的真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)，為橋梁的運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)提供基礎(chǔ)資料。

參考文獻(xiàn)

[1]向木生，張世飆，張開銀等.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)[Z].

[2]周敉，宋一凡，趙小星.預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁懸臂澆筑的施工控制[Z].