大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)研究

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1、大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)研究郝照升中國水利水電第十三工程局有限公司摘要：木文主要以大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)為研究對象，具體從橋梁施工控制的結(jié)構(gòu)計(jì)算與控制技術(shù)兩方面進(jìn)行討論，以期實(shí)現(xiàn)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制水平、整體施工質(zhì)量及施工安全的提高。關(guān)鍵詞：大跨度；預(yù)應(yīng)力；混凝土橋梁；施工；控制技術(shù)引言橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，參數(shù)的選取、施工狀況的確定和結(jié)構(gòu)分析模型等諸多因素的影響，以及混凝土材料的非均勻性和不穩(wěn)定性，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋施工過程中結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)很難完全吻合。因此在

2、橋梁施工過程中，必須對施工進(jìn)行嚴(yán)格的控制。1大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制的內(nèi)容預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工控制拈結(jié)構(gòu)變形控制、結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制這三個(gè)方面：①結(jié)構(gòu)變形控制。結(jié)構(gòu)變形控制也就是線性控制，就是嚴(yán)格控制每一節(jié)段的豎向撓度及其橫向位移，使得結(jié)構(gòu)尺吵與設(shè)計(jì)尺吵的偏差控制在允許偏差內(nèi)。②結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制。在施工過程中，需要提前對張拉器具和錨具進(jìn)行檢查、校驗(yàn)，即要配套校驗(yàn)千斤頂和壓力表，壓力表的精度等級控制在1.5級以上；張拉預(yù)應(yīng)力鋼材時(shí)，需要按照伸長值進(jìn)行校驗(yàn)。③結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)

3、的穩(wěn)定系數(shù)可以根據(jù)軸心受壓計(jì)算公式進(jìn)行驗(yàn)算，此外，還需要嚴(yán)格控制施工各階段結(jié)構(gòu)部件的局部及整體的穩(wěn)定。2大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制結(jié)構(gòu)計(jì)算分析橋梁結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算通常用有限元素法進(jìn)行分析，主要是對各節(jié)段施工工況下的相應(yīng)截面的應(yīng)力、位移進(jìn)行分析，作為監(jiān)測和施工控制的依據(jù)。目前橋梁施工控制的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法主要伍括：正裝分析法、倒裝分析法和無應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算法。正裝計(jì)算法能較好地模擬橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工歷程，得到橋梁結(jié)構(gòu)在各個(gè)施工階段的位移和受力狀態(tài)，同時(shí)，能較好地考慮結(jié)構(gòu)的非線性問題和混凝土收縮、徐變等問題。對

4、于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，首先必須進(jìn)行正裝計(jì)算。施工預(yù)拱度應(yīng)按照橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際施工加載順序的逆過程來進(jìn)行結(jié)構(gòu)行為計(jì)算和予以確定。只有按照倒裝計(jì)算出的橋梁結(jié)構(gòu)各階段中間狀態(tài)去指導(dǎo)施工，才能使橋梁的成橋狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。無應(yīng)力狀態(tài)法是以橋梁結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的無應(yīng)力長度和曲率不變?yōu)榛A(chǔ)，將橋梁結(jié)構(gòu)的成橋狀態(tài)和施工各階段的中間狀態(tài)聯(lián)系起來，這種方法特別適用于大跨度拱橋和懸索橋的施工控制。在進(jìn)行奮限元分析時(shí)，根據(jù)蘇結(jié)構(gòu)特點(diǎn)建模。一般地說，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋可按空間梁單元進(jìn)行分析。在選用計(jì)算分析軟件吋，應(yīng)考慮工程應(yīng)用

5、的方便，選用國內(nèi)外有相當(dāng)聲譽(yù)的正版結(jié)構(gòu)有限元分析軟件包進(jìn)行計(jì)算與分析，這些軟件奮很好的前后處理功能。結(jié)構(gòu)載荷應(yīng)包括：混凝土自重、掛籃自重及鋼筋、人員和設(shè)備的重量，掛籃移動(dòng)各施工階段的施工荷載，冋吋考慮二期恒載的重力；預(yù)應(yīng)力索張拉力；溫度荷載、風(fēng)荷載及與結(jié)構(gòu)的形成過程中有關(guān)的荷載，如混凝上的收縮徐變等。這些荷載能引起結(jié)構(gòu)的附加變形和應(yīng)力。一般而言，以正裝計(jì)算結(jié)果作為應(yīng)力監(jiān)測的依據(jù)，以倒裝計(jì)算結(jié)果作為預(yù)拱度控制的依據(jù)。3大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)3.1橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)由于結(jié)構(gòu)參數(shù)是控制中結(jié)構(gòu)施工模擬分

6、析的基本資料，所以，它是影響橋梁施工控制中必須考慮的因素，艿準(zhǔn)確性直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：①結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的截面尺、在施工控制過程中，必須通過實(shí)測數(shù)據(jù)對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)尺、r進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正并作誤差分析，盡可能的將誤差控制在一定范圍之內(nèi)，源于截面尺寸的誤差直接導(dǎo)致截面特性計(jì)算的誤差，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形等的分析出現(xiàn)誤差。②材料容重。在施工控制中，必須對各種材料的容重進(jìn)行準(zhǔn)確的測量識別，即計(jì)入實(shí)際容重與設(shè)計(jì)值間可能存在的誤差，從而保證橋梁結(jié)構(gòu)中內(nèi)力與變形的分析結(jié)果。③預(yù)應(yīng)力系數(shù)。張

7、拉設(shè)備、預(yù)應(yīng)力鋼筋斷面尺T、彈性模量、管道摩阻等諸多因素，都直接影響著預(yù)應(yīng)力的取值。所以，在施工控制中，既要考慮各種因素對預(yù)應(yīng)力取值的影響，又要對取值誤差作出合理估計(jì)，以此來確保預(yù)松力參數(shù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而保證預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形等的分析結(jié)果。④施工荷載。在所有架設(shè)體系中，都或多或少的存在施工荷載，在實(shí)際施工控制過程中，一定要根據(jù)實(shí)際情況對施工荷載進(jìn)行取值。3.2施工監(jiān)測誤差施工監(jiān)測是橋梁施工控制中最基本的技術(shù)手段之一，包括應(yīng)力監(jiān)測、變形監(jiān)測等。因測量儀器本身、儀器安裝、測量方法、數(shù)據(jù)采集、環(huán)

8、境情況等方面存在誤差，所以結(jié)構(gòu)監(jiān)測總是存在誤差。該誤差一方面可能造成結(jié)構(gòu)實(shí)際參數(shù)、狀態(tài)與設(shè)計(jì)或控制值吻合較好的假象，另一方面也可能造成將本來較好的狀態(tài)調(diào)整變差的情況發(fā)生。所以，保證測量的可靠性對控制極為重要。3.3結(jié)構(gòu)計(jì)算分析模型無論采用什么分析方法和手段，總要對實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化和建立起一個(gè)能夠進(jìn)行數(shù)學(xué)和力學(xué)計(jì)算的計(jì)劃模型，而這種計(jì)劃模型會與實(shí)際結(jié)構(gòu)的真實(shí)情況之間存在誤差，所以，在施工控制的過程中，需要建立最符合結(jié)構(gòu)實(shí)際特征的模型和分析方法，必要吋還