鄭雷

（煙臺市棲霞公路建設(shè)養(yǎng)護中心，山東 煙臺 265300）

0 引言

無論是什么工程項目施工，都要按照相應(yīng)的結(jié)構(gòu)要求進行方案和圖紙的科學設(shè)計，尤其在混凝土橋梁施工工程中，施工企業(yè)一定要確定合適的參數(shù)，在施工過程中需要明確整個工程的施工條件、預(yù)應(yīng)力的損失情況、周邊的溫濕度等相關(guān)參數(shù)。在進行結(jié)構(gòu)分析過程中還需要對整個模型進行充分的試驗，確保整個工程的混凝土材料等能夠充分地提升其自身的穩(wěn)定性和均勻性。

1 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)概況

1.1 對橋梁結(jié)構(gòu)變形的控制

在進行橋梁工程施工過程中，許多橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖紙與實際施工情況有一定差異，進而會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)最終效果受到影響，因此施工企業(yè)需要在進行橋梁零部件制作的過程中采用科學有效的方法將其控制在合理范圍中，同時還需要確保整個誤差控制在合理范圍內(nèi)[1]。通常情況下，需要將橋梁下梁部分的長度偏差控制在5mm 內(nèi)，箱梁頂寬度誤差控制在3cm內(nèi)，板的長度誤差控制在1cm，梁和板的高度差距控制在5mm 之內(nèi)，中心和支座中心的距離差不能超過2cm。

1.2 橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制

為了有效控制橋梁結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的多余應(yīng)力，在施工過程中施工人員需要使用千斤頂、張力測試儀器、壓力表等設(shè)備來進行橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的施工。當整體壓力表結(jié)果高于1.5 級時，施工人員可以使用預(yù)應(yīng)力鋼材來對相關(guān)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行全面控制，同時需要根據(jù)其伸長的數(shù)值完成比對，以此將橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制在合理的范圍中，進而能夠更加有效的為后續(xù)的工程施工做充足的準備[2]。

1.3 橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的控制

為了全面提升橋梁結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性能，施工企業(yè)不僅需要保障各施工環(huán)節(jié)處于合理標準之內(nèi)，還需要對其整體的施工效果進行分析及判斷，可以利用軸心壓的計算方法來對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)進行全面的測算，同時根據(jù)得出的計算結(jié)果來判斷橋梁結(jié)構(gòu)是否符合行業(yè)的相關(guān)標準和需求，以此確保橋梁后期使用過程中整體的安全性。

1.4 橋梁工程模型搭建

施工企業(yè)的設(shè)計人員在進行橋梁設(shè)計的過程中需要充分考慮相關(guān)橋體結(jié)構(gòu)尺寸規(guī)劃和荷載的大小，以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分布和鋼筋水泥分配等模型設(shè)計的搭建設(shè)計[3]?？梢酝ㄟ^使用計算機來將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)中，進行模擬數(shù)值的分析與計算，以此有效完成建模，同時對整個橋梁工程的施工原理進行演示。通過使用計算機軟件進行施工過程中的全程模擬，對支座沉降進行分析，同時對預(yù)計加應(yīng)力、混凝土收縮徐變、移動荷載等橋梁結(jié)構(gòu)的外力影響進行分析。同時，施工企業(yè)還需要根據(jù)結(jié)構(gòu)力學原理對施工地點的地層結(jié)構(gòu)進行全面分析，在橋梁工程的施工過程中，還需要結(jié)合工程中支護襯砌的設(shè)計和數(shù)字計算等方法進行全面分析，并對其進行科學有效的調(diào)整。同時，還需要對非線性分析進行專業(yè)的應(yīng)用，結(jié)合工程施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境評估，對開挖后的地形力學環(huán)境進行分析，確保能夠?qū)蛄旱闹ёo體系進行優(yōu)化，同時結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)選擇最為合適的施工方法[4]。在橋梁工程施工過程中，需要盡可能使用高效的新興技術(shù)，在橋梁的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)合橋梁相關(guān)受力特征對盾形結(jié)構(gòu)進行選擇，確保能夠使橋梁工程中所使用的設(shè)計技術(shù)有效地滿足相關(guān)需求。同時，施工企業(yè)還需要結(jié)合工程施工現(xiàn)場的自然環(huán)境和氣溫變化等進行全面勘查，確保相關(guān)地質(zhì)環(huán)境因素不會對整個工程施工造成影響。

2 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)的重要性

為了保證大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土的施工質(zhì)量，必須明確其施工控制的要點和主要內(nèi)容。根據(jù)施工現(xiàn)場的實際需要，確定合理施工控制措施，保證施工的安全和穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)變形的控制主要目的是確保工程設(shè)計圖紙能夠有效地滿足工程的需求[5]。在變形控制前期，必須對大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁進行定位，以保證對其橋身結(jié)構(gòu)進行全面控制，防止設(shè)計圖紙與實際工程不符。通過對其進行控制，可以逐步提高橋梁結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，防止其超重，從而延長橋梁使用壽命，使橋梁整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定和合理。大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力控制技術(shù)能夠合理地控制材料的使用，確保整個橋梁結(jié)構(gòu)的合理性。

3 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)的技術(shù)要點

3.1 橋梁結(jié)構(gòu)的理論計算分析

在橋梁的結(jié)構(gòu)理論計算過程中，必須采用有限元方法進行計算。采用此方法，對不同時期的應(yīng)力、截面應(yīng)力、位移等情況進行全面分析，并以此作為施工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計算依據(jù)[6]。從工程實際出發(fā)，跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)控制計算主要包含倒裝分析、正裝分析和無應(yīng)力狀態(tài)分析的方法。利用相關(guān)的方法，可以模擬橋梁的結(jié)構(gòu)與工程過程，得到各階段的位移與受力狀況，保證了混凝土結(jié)構(gòu)的非線性和較為良好的收縮性能。在施工過程中，必須根據(jù)實際情況采用倒裝計算方法，從而確保得到的結(jié)果能對橋梁的力學性能起到一定的指導(dǎo)作用，全面的保障橋梁的狀態(tài)能夠達到設(shè)計要求[7]。

3.2 主梁線形測量

在進行軸線、主梁的測量時，應(yīng)在多個結(jié)點上設(shè)置清晰的觀測點和軸線。在進行測量之前，應(yīng)事先將鋼筋或鋼板埋于試驗點，并用紅油漆作標志。在進行高程時，應(yīng)按節(jié)點的設(shè)計方案，使用水平尺進行測量。采用小角度法直接測量前端的位移位置，并將其拉至過渡端，利用遠點控近點的方式確保了最后的測量準確度。在測量主梁的標高時，要找出斜坡的平均值，并在不同的施工工況下觀察梁的變形，以確保施工質(zhì)量[8]。在進行主梁標高的測量時，可以使用多種精密的儀器，在進行高程測量時，要避免溫度升高，檢查完后，并進行一次全方位的檢查。若兩項工程同時進行，應(yīng)進行跨線測量，若兩項工程均為同一工程，應(yīng)作分析比較[9]。

3.3 線形控制原理以及多種技術(shù)

在進行預(yù)拱度控制時，必須做好主梁的懸澆段工作，并對各節(jié)段的標高進行了計算。當橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，必須注意體系的轉(zhuǎn)換、靜載荷等，并對各種參數(shù)進行分析、整理，以保證橋梁拱度的準確性。在主梁線的控制中，預(yù)拱度是一個很重要的參數(shù)，需要對其進行重點分析，保證主跨與邊跨的合龍。此外，還必須保證結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布是合理的，在施工前，要審查設(shè)計方案，確保結(jié)構(gòu)的完整性。發(fā)出的預(yù)拱指示既要科學、合理，又要做到及時、連續(xù)[10]。

3.4 主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)變測量與應(yīng)力分析

在前期的施工中要做好地基處理，對預(yù)埋件的控制和設(shè)備的控制，要注重各種保護措施，確保橋梁的結(jié)構(gòu)測試應(yīng)力和受控效果。在完成關(guān)鍵節(jié)點分配時，必須對傳感器原件的方向進行準確的定位[11]。目前已有各種不同的混凝土應(yīng)力試驗裝置，較為常用的試驗方法是鋼弦應(yīng)變法，其具有較好的效果。在通常情況下，必須確定頻率與鋼弦傳感器的相互關(guān)系，并對最后的結(jié)果進行歸納，以便得到較好的控制方案。

3.5 測試應(yīng)力的影響因素

3.5.1 溫度變化控制

在大跨徑橋梁施工中，溫度是一個重要的影響因素。在施工過程中，需要考慮氣溫的變化，由于氣溫的變化比較復(fù)雜，而且受季節(jié)、環(huán)境的影響，具有很強的隨機性和可變性[12]。所以，必須對季節(jié)、日照、驟變溫度等進行分析。為了減少氣溫對建筑物的影響，通常把一天氣溫變化不大的早上作為控制所需的采集數(shù)據(jù)時間，這樣就可以縮短采集時間。此外，還應(yīng)注意季節(jié)溫差及橋梁內(nèi)部的剩余溫度效應(yīng)。

3.5.2 材料收縮和徐變

在大跨度混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中，材料的收縮與徐變對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力起著很大的作用。在施工中必須對材料的收縮、徐變進行嚴格的控制，以防這些因素對主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)變測量和應(yīng)力分析造成影響[13]。

2.5.3 其他因素的影響

混凝土的彈性隨使用時間的增加而變化。因此，必須對其進行精確的檢測，以保證混凝土的彈性在理想狀態(tài)下的范圍中，以保證其穩(wěn)定。另外，由于鋼弦的質(zhì)量會影響到測量值，因此要排除這些影響因素，從而使試驗結(jié)果更可靠[14]。

4 施工建設(shè)環(huán)節(jié)的控制技術(shù)

4.1 嚴格控制施工材料質(zhì)量

在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁建筑工程中，施工材料的質(zhì)量是影響工程安全和經(jīng)濟效益的重要因素。由于材料的質(zhì)量問題，在橋梁建設(shè)中經(jīng)常發(fā)生安全事故。因此，在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程中，施工單位要按照工程質(zhì)量管理的要求，對施工材料進行嚴格的控制[15]。特別是要采取招標的形式，挑選合格的建筑材料供應(yīng)商，對進場的材料進行質(zhì)量檢驗，對進場的材料進行嚴格的檢驗，以保證進場的材料質(zhì)量達到施工要求，為施工的安全和質(zhì)量管理打下良好的基礎(chǔ)。

4.2 嚴格開展施工程序管理

在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中，施工單位要嚴格按照設(shè)計方案進行施工，按施工流程進行質(zhì)量檢驗。特別是在鋼筋張拉工作中，施工單位要對預(yù)應(yīng)力鋼筋進行張拉，防止張拉力過大或太小[16]。在混凝土澆筑振搗時，還應(yīng)選用適當?shù)氖┕し椒ǎ员ＷC一次澆筑成形和振搗工作一次到位。在進行橋梁構(gòu)件裝配時，應(yīng)嚴格檢查螺母的規(guī)格、預(yù)留混凝土板的預(yù)留部位和接頭的焊接情況。

4.3 建立健全施工質(zhì)量管理責任機制

為了提高大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工效率，必須建立健全的施工質(zhì)量監(jiān)控制度，以確保工程的總體質(zhì)量符合設(shè)計要求。在施工中，施工單位應(yīng)成立由項目經(jīng)理做負責人，各專業(yè)技術(shù)人員為輔的施工隊伍，根據(jù)施工中的關(guān)鍵部位，制定施工質(zhì)量控制制度，制定科學合理的施工方案。要明確工程質(zhì)量管理的要點，明確各工序的主管，堅持“責任、權(quán)力、利益相統(tǒng)一”的原則，對工程項目的進度進行監(jiān)督，并對各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量進行控制，確保工程的質(zhì)量符合要求，方可進入下一環(huán)節(jié)[17]。對于出現(xiàn)的質(zhì)量問題，要對工程主管進行問責，督促其進行整改，確保其質(zhì)量和效率。

4.4 橋梁結(jié)構(gòu)中的理論計算

目前，針對大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，必須進行理論計算、分析、綜合分析，綜合分析各種施工階段、不同施工工況下的受力變形，為今后的工程質(zhì)量提供依據(jù)。

正裝法是指能夠根據(jù)實際工程的不同階段，對其進行相應(yīng)的分析，使其能夠更好地體現(xiàn)其施工過程，同時也能清晰地反映其在施工過程中的受力與位移。

倒裝分析法的應(yīng)用主要在施工時，需要針對預(yù)拱度來預(yù)先對結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)性能的計算，這種計算方法叫倒裝計算法，工作原理是將橋梁結(jié)構(gòu)在不同的施工階段，對不同的情況進行指導(dǎo)施工，以確保橋梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)與預(yù)先設(shè)計的要求一致[18]。

無應(yīng)力情況下的計算，主要是保證在不受力的情況下，對其長度、曲率進行相應(yīng)的計算，保證其長度和曲率可以精確地用于計算，以保證成橋狀態(tài)的加固，并保證其在各個施工階段的緊密結(jié)合。

一般認為，大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁是根據(jù)其空間結(jié)構(gòu)進行的，而在選擇計算分析軟件時，要充分考慮后期的應(yīng)用，所以一般是采用常規(guī)的有限元軟件進行分析和計算[19]。

4.5 主梁線形測量方式分析

目前，在主梁線形測量中，一般分為以下幾個階段：首先，對橋墩的上部進行測量，建立相應(yīng)的基準點，以橋梁兩邊的空地為控制點，然后采用反向交叉法，借助全站儀的輔助，繪出橋墩的立體坐標，并根據(jù)標高，在各個橋墩上分別設(shè)置水平基點和軸線，便于后續(xù)的聯(lián)合測量。

在各懸臂末端的主梁上設(shè)置三個以上的標高觀測點，然后用短鋼筋或鋼板進行預(yù)埋，并用紅顏料作記號，然后用水平儀進行二次測量，以保證所選標高與以后的使用需求相符，并按不同的施工情況進行檢驗和確認。利用測小角或視推法，可以直接確定前部位移的準確位置，同時在視準時，必須保證后視點的坐標變換，利用圓點法對各個參考點的操縱和控制進行控制。另外，在與主梁上部相對應(yīng)的混凝土高層進行相應(yīng)的測量時，必須保證同一截面上有三個以上的點，然后根據(jù)橫陂的實際狀況取出相應(yīng)的平均值，進行相應(yīng)的運算。在主梁豎向標高的測量中，一般是從底板的底膜上決定，而目前的頂板模板主要有6 種特點，采用精確的水平尺可以根據(jù)具體的標高進行調(diào)節(jié)，而在豎模標高時，必須保證在溫度變化較少的情況下進行。同時，針對不同施工階段，對豎向模板標高進行二次檢驗，并對測量結(jié)果進行隨機抽查和再測試[20]。另外，為了保證每一段的對稱性都能滿足后期的可比性，還可以采取慢邊的最終截面積和快速邊的起點面積，把它作為高差測量的主要對象，在實際測量中，可以根據(jù)不同的條件選擇不同的測點，根據(jù)不同的坡形條件，確定相應(yīng)的平均數(shù)，以保證各點之間的相對高差，以滿足后期的設(shè)計需要。目前，對橋梁結(jié)構(gòu)幾何尺寸的測定，主要是對其上下表面寬度、腹板厚度、上下板厚度、上板厚度、下板厚度等進行檢測，并對所有的測量結(jié)果進行隨機檢查。

4.6 線形控制原理及技術(shù)分析

利用已有的計算公式，可以求出各階段的主梁懸澆段的豎模標高。首先，確定要澆筑的主梁底板前端的特定標高，測得其設(shè)計標高和當前的施工階段。其次，對其影響值和后期各階段的影響值進行計算，并計算出吊籃的彈性變形對整個施工過程、溫度、收縮過程的影響。最后，在有澆筑段的主梁底板前端的底模高度必須與影響值、設(shè)計高度一致。在以上各參數(shù)的確定下，利用有限元方法進行導(dǎo)向分析，并依據(jù)觀測數(shù)據(jù)和觀測資料，對預(yù)拱度進行預(yù)測和校正，以確保最佳預(yù)拱。

5 結(jié)語

總而言之，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁是目前我國交通運輸系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。作為建筑單位，在進行大跨預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工中，必須對其進行技術(shù)、工藝的研究，確保其整體的結(jié)構(gòu)能夠符合相關(guān)施工需求，提高施工的質(zhì)量，進而提高大跨預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁使用壽命，滿足人民對交通出行的要求，促進自身經(jīng)濟效益和社會效益的同步增長。