淺析特大斜拉橋施工監(jiān)控措施
2018-04-23 
   斜拉橋外觀優(yōu)美,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,經(jīng)濟(jì)成本適中,已經(jīng)成為了大跨徑橋梁的首先類型之一,斜拉橋通常都是高次超靜定結(jié)構(gòu),對(duì)施工精確度的要求很高,從選定施工方案開始,每一環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格依照施工方案進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。然而,由于受到預(yù)應(yīng)力、拉索垂度、施工荷載、溫度變化、混凝土變化等因素的干擾,很容易導(dǎo)致施工誤差,而且這種誤差,很可能會(huì)隨著施工進(jìn)展而繼續(xù)擴(kuò)大,影響橋梁的安全性,因此,在特大斜拉橋施工過(guò)程中,必須要嚴(yán)格做好施工監(jiān)控工作,確保選擇最完善的施工工藝,對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行精確的檢測(cè),確保施工方向按照正確的軌道前進(jìn),保障橋梁的使用安全性。

   一、監(jiān)控內(nèi)容

   施工控制工作需要準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果作為依據(jù),在斜拉橋整個(gè)施工過(guò)程中的每一個(gè)階段,都必須要認(rèn)真檢測(cè)各項(xiàng)施工參數(shù),計(jì)算出施工活動(dòng)中出現(xiàn)的誤差,然后在依據(jù)誤差值,通過(guò)精確的計(jì)算來(lái)調(diào)整下個(gè)階段的施工參數(shù)。對(duì)于特大斜拉橋施工建設(shè)而言,施工檢測(cè)主要包括線形檢測(cè),索力檢測(cè),應(yīng)力檢測(cè),溫度檢測(cè)幾個(gè)環(huán)節(jié)。

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   1.主梁標(biāo)高和撓度

   主梁標(biāo)高的檢測(cè)結(jié)果,是控制斜拉橋線形的重要依據(jù),為了避免溫度給檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)的干擾,斜拉橋主梁標(biāo)高的檢測(cè)工作最好在清晨日出之前進(jìn)行,以保障檢測(cè)結(jié)果具有足夠的精確性。主梁撓度的監(jiān)測(cè)結(jié)果,也是控制斜拉橋線形的重要依據(jù),在實(shí)際檢測(cè)時(shí),可以在各個(gè)施工塊件上全部都設(shè)置三個(gè)對(duì)稱的觀測(cè)點(diǎn),在測(cè)量主梁豎向撓度的同時(shí),測(cè)量主梁的橫向變形。

   要對(duì)斜拉橋的主梁進(jìn)行檢測(cè),還要保證在每個(gè)懸臂施工階段,都在以下六個(gè)環(huán)節(jié)分別對(duì)主梁進(jìn)行檢測(cè):第一,澆筑塊件之前;第二,澆筑塊件之后;第三,預(yù)應(yīng)力張拉之前;第四,預(yù)應(yīng)力張拉之后;第五,斜拉索張拉之前;第六,斜拉索張拉之后。如果施工中對(duì)索力重新進(jìn)行了調(diào)整,還要相應(yīng)的增加檢測(cè)次數(shù),進(jìn)而準(zhǔn)確的掌握主梁曲線的變化規(guī)律,控制橋面線形。

   2.主梁軸線偏移

   為了保障主梁軸線順直,還必須要進(jìn)行主梁軸線偏移檢測(cè),值得注意的是,主梁軸線偏移檢測(cè)應(yīng)與主梁標(biāo)高檢測(cè)同步進(jìn)行,并且要隨著荷載、索力的調(diào)整增加檢測(cè)次數(shù),一些時(shí)候,主梁軸線偏移檢測(cè),也可能判定出索塔兩邊拉力是否均衡。

   (二)索力

   斜拉橋施工過(guò)程中,必須要準(zhǔn)確掌握索力狀態(tài),而且索力檢測(cè)是判斷全橋內(nèi)力的重要依據(jù),索力檢測(cè)結(jié)果是否準(zhǔn)確,關(guān)系著線形、主梁內(nèi)力、主塔偏位,甚至關(guān)系著施工安全,可見,索力檢測(cè)工作是斜拉橋施工監(jiān)控的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在斜拉橋施工過(guò)程中,每一次掛索都應(yīng)該進(jìn)行索力測(cè)試,并且在合攏前后,以及二期恒載完工時(shí),都必須要進(jìn)行全橋索力檢測(cè),依據(jù)檢測(cè)結(jié)果合理進(jìn)行調(diào)整。

   (三)應(yīng)力

   對(duì)主梁和索塔進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè),可以及時(shí)掌握斜拉橋主跨的受力情況,了解應(yīng)力有沒有超限,從而判斷橋梁是否安全,對(duì)于應(yīng)力檢測(cè),在斜拉橋施工過(guò)程中的每一個(gè)階段都要進(jìn)行,也就是說(shuō),應(yīng)力檢測(cè)必須要落實(shí)到斜拉橋施工的整個(gè)過(guò)程中,一旦某個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)異常,要及時(shí)查明原因,采取相應(yīng)措施加以處理。

   二、施工控制計(jì)算

   施工控制計(jì)算是特大斜拉橋施工控制的重點(diǎn)環(huán)節(jié),具體計(jì)算時(shí),要充分結(jié)合施工狀況,以及未來(lái)橋梁的運(yùn)營(yíng)狀況,此外,計(jì)算時(shí)還要充分考慮到進(jìn)程、荷載、溫度、截面、混凝土、預(yù)應(yīng)力等因素帶來(lái)的影響,結(jié)合以上各個(gè)方面的影響來(lái)進(jìn)行綜合計(jì)算。

  ?。ㄒ唬z算復(fù)核與施工全過(guò)程

   特大斜拉橋的施工控制要在安全施工的條件下實(shí)施,因而首先要依據(jù)施工方案對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算,判斷橋梁結(jié)構(gòu)安全性是否符合標(biāo)準(zhǔn),并且還要校對(duì)拉索初張力,保障施工安全,之后要進(jìn)行施工仿真研究,確定理論應(yīng)力和期待線形,這樣一來(lái),還能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作提供預(yù)警依據(jù),進(jìn)一步保障了施工安全。

  ?。ǘ┓€(wěn)定性計(jì)算

   為了保證主梁和索塔的安全,確保合攏前主梁和索塔的穩(wěn)定,施工過(guò)程中必須要對(duì)主梁和索塔的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算,并預(yù)先設(shè)計(jì)出最惡劣的狀態(tài),制定相應(yīng)的控制措施。

  ?。ㄈ┖蠑n工序計(jì)算

   合攏前,要嚴(yán)格根據(jù)懸臂過(guò)程中的計(jì)算結(jié)果,分析出合攏應(yīng)力以及索力控制方案,并制定合攏后墩梁約束釋放方案,確保方案準(zhǔn)確可行,確保施工安全。

  ?。ㄋ模?biāo)高計(jì)算

   在斜拉橋建設(shè)中,設(shè)計(jì)標(biāo)高是經(jīng)過(guò)荷載、恒載、收縮徐變等因素影響后梁體的理想標(biāo)高,施工中,確定梁段標(biāo)高時(shí)要充分考慮到豎向位移的影響,設(shè)置預(yù)拋高值。

   假設(shè)正在施工的梁段為i梁段,計(jì)算i梁段標(biāo)高的公式即為:

   Hlmi=Hsji+∑f1i+∑f2i+∑f3i+∑f4i+∑f5i+∑fgi

   該公式中,Hlmi代表梁段標(biāo)高,Hsji代表設(shè)計(jì)標(biāo)高,∑f1i代表自重?fù)隙龋?sum;f2i代表預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的撓度,∑f3i代表混凝土產(chǎn)生的撓度,∑f4i代表荷載產(chǎn)生的撓度,∑f5i代表橫載產(chǎn)生的撓度,∑fgi代表掛籃變形值。如前文所說(shuō),為了防止受到溫度影響,應(yīng)該在凌晨日出前檢測(cè)立模標(biāo)高,盡可能的縮小溫度影響帶來(lái)的誤差。

   三、工程實(shí)例

   實(shí)踐證明,斜拉橋施工控制措施要從各個(gè)方面深入進(jìn)行,要依據(jù)斜拉橋?qū)嶋H構(gòu)造、施工流程等客觀因素,制定正確的施工方案,確立施工計(jì)算措施,設(shè)計(jì)施工過(guò)程的監(jiān)控策略。由于斜拉橋?qū)儆谝环N超靜定體系構(gòu)造,需要運(yùn)用多種施工技術(shù)以及流程工序,加之各部分結(jié)構(gòu)的受力情況存在這差距,必須要對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控,精確檢測(cè)每個(gè)階段的施工結(jié)果。實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明,溫度等因素對(duì)斜拉橋施工過(guò)程的干擾很大,如何對(duì)各項(xiàng)因素的影響進(jìn)行精確的計(jì)算,還有待于我們繼續(xù)探索和研究。下面以某斜拉橋13和14兩個(gè)梁段的施工為例,介紹斜拉橋施工過(guò)程中的監(jiān)控措施,如圖1所示。

   1反饋監(jiān)測(cè)結(jié)果,并對(duì)各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算,依據(jù)12梁段以及之前的梁段施工情況,再依據(jù)索塔頂端的位移情況,確立13梁段標(biāo)高理論值。

   2完成立模和鋼筋捆綁后進(jìn)行索力張拉,之后一定要再次檢測(cè)立模標(biāo)高是否合格。

   3如果立模標(biāo)高合格,就可以進(jìn)行混凝土澆筑,在整個(gè)澆筑過(guò)程中,要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)梁體變形情況。如果立模標(biāo)高不合格,那么就要對(duì)立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整,待到立模標(biāo)高檢測(cè)合格后,再進(jìn)行混凝土澆筑。

   4混凝土澆筑結(jié)束后,要檢測(cè)澆筑后的梁體標(biāo)高,并檢測(cè)主塔頂端的位移情況,進(jìn)而分析施工安全性,確定誤差趨向。

   5預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后,檢測(cè)測(cè)點(diǎn)標(biāo)高,并檢測(cè)底板標(biāo)高和頂板標(biāo)高,進(jìn)而分析整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力情況,判斷立模標(biāo)高的準(zhǔn)確度。

   6.按照以上步驟再進(jìn)行14梁段的施工。

   結(jié)語(yǔ)

   一方面,斜拉橋的主梁具有很強(qiáng)的柔性,導(dǎo)致在施工過(guò)程中,斜拉橋主梁撓度以及索力的浮動(dòng)較大,難以操控。另一方面,要確保斜拉橋順利完工,并保證主梁撓度以及索力全部合格,除嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行施工以外,還要充分考慮到施工當(dāng)時(shí)的環(huán)境、材料的影響,及時(shí)發(fā)現(xiàn)誤差。斜拉橋施工過(guò)程中的誤差一旦得不到及時(shí)修正,這些誤差往往就會(huì)發(fā)生積累,當(dāng)施工繼續(xù)進(jìn)行,懸臂繼續(xù)延長(zhǎng),施工活動(dòng)就會(huì)嚴(yán)重偏離施工方案,甚至?xí)?dǎo)致合攏困難,破壞整個(gè)大橋的美觀和安全性。由此可見,對(duì)于斜拉橋,尤其是特大斜拉橋,施工監(jiān)控工作必須做到萬(wàn)無(wú)一失,以確保橋體即具有優(yōu)美的外觀,又具有良好的質(zhì)量和安全性。

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