凡先勇

[摘要]公路橋梁是我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，施工期間，高墩穩(wěn)定性直接影響整個工程的質(zhì)量。本文首先分析了高墩施工階段穩(wěn)定性的影響因素，然后指出高墩穩(wěn)定性的評判方法，最后闡述了幾點穩(wěn)定性控制技術(shù)，以供參考。

[關(guān)鍵詞]公路橋梁;高墩;穩(wěn)定性;影響因素;控制技術(shù)? 文章編號：2095-4085（2019）05-0085-02

公路橋梁工程具有工程量大，復(fù)雜度高，人員流動性強的特點，近年來公路橋梁工程數(shù)量增多。施工階段對高墩穩(wěn)定性進行控制，成為施工企業(yè)的關(guān)注重點。

1? 公路橋梁高墩施工階段穩(wěn)定性的影響因素

1.1? 溫度

高墩施工期間，使用的材料種類多，在溫度變化的影響下，材料性能可能發(fā)生改變，繼而影響工程質(zhì)量。結(jié)合施工實踐，溫度會對混凝土的剛度和強度帶來影響。公路橋梁的施工地點，多是環(huán)境惡劣的山地、山谷，其晝夜溫度差異大。外部環(huán)境的影響，主要包括太陽輻射、大氣溫度、海拔高度等。此外，高墩的位置、厚度、橫截面、施工材料，均會受到溫度影響，對高墩穩(wěn)定性帶來干擾。

1.2? 彈性

在公路橋梁工程中，薄壁高墩比較常見，其彈性影響因素多，主要是外界環(huán)境變化。施工期間，對高墩線的彈性穩(wěn)定進行控制時，首先要明確高墩自身載荷，包括以下四個方面^[1]。①是自重載荷。②是施工載荷。③是風(fēng)載荷。④是溫度載荷。其中，施工載荷對高墩線彈性的影響最突出。只有加強施工載荷的控制工作，才能避免或減輕施工載荷對高墩帶來的損害。在風(fēng)荷載中，橫橋向風(fēng)壓計算見式1，縱橋向風(fēng)壓按照橫橋向風(fēng)壓的0.7倍計算。

式中K₂代表風(fēng)載體形系數(shù)，K₅代表風(fēng)壓高度變化系數(shù)，W₀代表基本風(fēng)壓值。依據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》，式中取值1.46，取值1.38，取值450N/m²。

1.3? 線性穩(wěn)定因素

線性穩(wěn)定因素，主要用來分析單肢空心薄壁高墩的穩(wěn)定性。該類型的高墩結(jié)構(gòu)，自身剛度比較小，墩頂容易受到風(fēng)力和溫度的影響，繼而出現(xiàn)一定偏移。此外，設(shè)計不合理，工藝選用不當(dāng)，違章或違規(guī)作業(yè)，也會導(dǎo)致線性穩(wěn)定差。

1.4? 非線性穩(wěn)定因素

在高墩穩(wěn)定性影響因素中，除了線性穩(wěn)定因素以外，還包括非線性穩(wěn)定因素。在目前的施工領(lǐng)域，非線性穩(wěn)定因素主要用來分析施工初期的技術(shù)缺陷，例如，鋼筋材料選用不當(dāng)或混凝土材料選用不當(dāng)，以及鋼筋和混凝土的組合，沒有經(jīng)過穩(wěn)定性測試而直接使用。

2? 公路橋梁高墩穩(wěn)定性的評判方法

2.1? 穩(wěn)定安全系數(shù)

以薄壁高墩橋梁為例，評定高墩的穩(wěn)定性時，主要采用穩(wěn)定安全系數(shù)λ，目前計算方法分為兩種。一是λ等于結(jié)構(gòu)總失穩(wěn)荷載P_cr，和該階段前的總荷載P的比值，即：

二是λ等于當(dāng)前計算階段極限荷載，和該階段實際荷載的比值，即：

比較可知，式1反映的是所有階段荷載的安全承受能力，式2反映的是當(dāng)前計算階段荷載的安全承受能力。其λ值越大，結(jié)構(gòu)安全性越高，因此采用第2種計算方法。

2.2? 總體安全系數(shù)

結(jié)合第二類穩(wěn)定的理論，可以得到穩(wěn)定荷載就是壓潰荷載，代表了結(jié)構(gòu)承載能力，因此穩(wěn)定安全系數(shù)λ和強度安全系數(shù)的取值相同^[2]。依據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》，橋梁結(jié)構(gòu)在極限承載能力狀態(tài)下，重要性系數(shù)為1.1，鋼筋和混凝土材料的安全系數(shù)為1.25，荷載分項系數(shù)為1.2，結(jié)構(gòu)工作條件系數(shù)為0.95。由此可以得到，高墩的總體安全系數(shù)要滿足以下要求。

此外，《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》指出，采用容許應(yīng)力法計算結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，要求安全系數(shù)λ≥1.7;《公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范》指出，安全系數(shù)λ≥4。具體計算高墩穩(wěn)定性時，要滿足相應(yīng)的規(guī)范要求。

2.3? 案例分析

以泉州廈沙高速公路為例，其中云龍谷大橋3號空心箱墩，見圖1。汽車荷載等級為公路-I級，地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.4s，抗震設(shè)防烈度為6度。其中，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用2×30m的預(yù)應(yīng)力連續(xù)T梁+（55+100+55）m預(yù)應(yīng)力砼鋼構(gòu)連續(xù)箱梁+2×30m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T梁。結(jié)合該橋梁的工程資料，對高墩穩(wěn)定性進行驗算，結(jié)果顯示總體安全系數(shù)約為1.86，滿足《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中λ≥1.7的要求，說明高墩設(shè)計滿足穩(wěn)定性要求。

3? 公路橋梁高墩施工階段穩(wěn)定性的控制技術(shù)

3.1? 墩身垂直度控制

高墩施工期間，對墩身垂直度進行控制，是保證高墩穩(wěn)定性的有效手段。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，全站儀和激光垂準儀的應(yīng)用比較廣泛。具體操作上，首先布設(shè)控制網(wǎng)，然后將兩種儀器相結(jié)合，對墩身垂直度進行測量。

以某公路橋梁高墩為例，墩身垂直度控制措施如下。①承臺鋼筋綁扎完成后，使用全站儀放出墩身點位。在承臺頂面，使用水泥釘將墩身角點的位置定在承臺上，并且利用全站儀復(fù)核點位，無誤后支設(shè)模板。②沿著墩身的縱橫方向上，標(biāo)記墩身角點外延點位，外延距離為0.5m，如圖2所示。利用鉆機鉆孔后，和鋼筋錨固在一起。經(jīng)復(fù)核準確無誤后，在鋼筋頭上切十字絲。③墩身高度在20m以內(nèi)，利用全站儀+垂球校正模板，要求垂球的重量在5kg以上，且操作時處于無風(fēng)天氣。④墩身高度在20m以上，利用全站儀+激光垂準儀，準確測量每個模板的頂面高程，確保頂面的水平度。

3.2? 施工質(zhì)量控制

質(zhì)量控制是施工順利完成的保證，主要包括以下幾點：第一，模板安裝。第二，偏位測量。第三，沉降測量。第四，風(fēng)荷載測試。第五，應(yīng)力監(jiān)測。第六，濕度場觀測。分別選擇在晴天，陰天，雨天進行24h觀測。第七，動力測試。第八，裂縫觀測。

3.3? 加強隊伍建設(shè)

在施工團隊上，應(yīng)該加強隊伍建設(shè)。一方面選擇有知識，有技術(shù)，有經(jīng)驗的人員，落實人才培訓(xùn)教育，不斷接受新知識，掌握新技術(shù)。

4? 結(jié)語

綜上所述，公路橋梁施工期間，如何保證高墩的穩(wěn)定性，成為從業(yè)人員的關(guān)注要點。文中介紹了穩(wěn)定性評判方法，通過墩身垂直度控制，施工質(zhì)量控制，加強隊伍建設(shè)，能滿足高墩穩(wěn)定性控制要求。

參考文獻：

[1]鄭興海.公路橋梁高墩施工階段穩(wěn)定性分析與施工控制技術(shù)[J].交通世界（下旬刊），2017，（04）：116-117.

[2]胡佳.基于連續(xù)剛構(gòu)橋梁高墩施工監(jiān)控及穩(wěn)定性分析[J].四川水泥，2018，（03）：66.