浅谈桥梁施工控制的影响因素

艾则孜·买提库尔班

摘要随着近二十年来我国交通事业的发展，预应力混凝土桥梁得到了更加广泛的应用。为保证在施工过程中桥梁的安全性。对预应力混凝土桥粱进行施工控制己逐渐被人们所重视。

关键词桥梁施工控制；影响因素

大跨径连续梁桥施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态(线形与受力)相吻合。要实现上述目标，就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的所有因素，以便对施工实施有的放矢的有效控制。

1结构参数

不论何种桥梁的施工控制，结构参数都是必须考虑的重要因素，结构参数是控制中的结构施工模拟分析的基本资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。事实上，实际桥梁结构参数一般是棍难与设计所用的结构参数完全吻合的，总是存在一定的误差。在施工控制中如何恰当地计人这些误差，使结构计算参数尽量接近桥梁的真实结构参数，是首先需要解决的问题。结构参数主要包括以下内容：

1.1结构构件截面尺寸

任何施工都可能存在截面尺寸误差，验收规范中也允许出现不超过限值的误差，而这种误差将直接导致截面特性误差。从而直接影响结构内力、变形等的分析结果。所以。控制过程中要对结构尺寸进行动态取值和误差分析。

1.2结构材料弹性模量

结构材料弹性模量和结构变形有直接关系。对通常遇到的超静定结构来讲，弹性模量对结构分析结果影响更大，但施工成品构件的弹性模量(主要是混凝土结构)总是与设计采用值有一定的差别。所以，在施工过程中要根据施工进度做经常性的现场抽样试验，特别要注意混凝土强度波动较大的情况，随时在控制中对弹性模量的取值进行修正。

1.3材料容重

材料容重是产生结构在施工过程中的内力与变形的主要因素，控制中必须计人实际容重与设计取值间可能存在的误差，特别是混凝土材料，不同的集料与不同的钢筋含量都会对容重产生影响，施工控制中必须对其进行准确识别。

1.4材料热膨胀系数

热膨胀系数的准确与否也将对控制产生影响，尤其是钢结构要特别注意。

1.5施工荷载

在所有自架设体系中，都存在施工荷载，这部分临时荷载对受力与变形的影响在控制分析中是不能忽略的，一定要根据实际情况进行取值。

1.6预加应力

预加应力是预应力混凝土结构内力与变形控制考虑的重要结构参数，但预加应力值的大小受很多因素的影响，包括张拉设备、管道摩阻、预应力钢绞线断面尺寸、弹性模量等，控制中要对其取值误差作出合理的估计。斜拉桥索力直接影响结构的变形与受力，真实了解各阶段索力是非常重要的。所以，预加索力是斜拉桥施工控制中要考虑的重要因素。

2施工工艺

施工控制是为施工服务的，反过来，施工的好坏又直接影响控制目标的实现。除要求施工工艺必须符合控制要求外，在施工控制中必须计入施工条件非理想化带来的构件制作、安装等方面的误差，使施工状态保持在控制中。

3施工监测

施工监测是桥梁施工控制的基础之一。施工监测包括应力监测、变形监测等。因测量仪器、仪器安装、测量方法、数据采集、环境情况等存在误差，所以施工监测总是存在误差的。该误差一方面可能造成结构实际参数、状态与设计或控制值吻合鞍好的假象，也可能造成将本来可能较好的状态调整得更差的情况。所以保证测量的可靠性对控制极为重要。在控制过程中，除要从测量设备、方法上尽量设法减小测量误差外，在进行控制分析时还必须将其影响计人。

4温度变化

桥梁结构是处于自然环境中开放的结构物，它必然要受到自然环境及气候条件变化的影响。其整体的温度状态，每时每刻都处在变化之中。由于自然环境和气候条件多是综合性的，都包含了众多的影响因素，这些因素对形成桥梁结构的温度场有不同程度的作用。相对桥梁结构而言，这些因素都是加在结构物上的外部因素。桥梁结构的内部因素对温度场的形成也有重要作用，如桥梁的地理位置、混凝土的物理特性、桥梁结构形式等内部因素，这些因素在外部条件一定的情况下，确定了对结构温度场影响效果的大小。

4.1热交换因素和导热系数因素

被空气包围的桥梁结构，由于气象条件的影响造成结构构件之间以及结构构件同周围空气之间温度不平衡，而任何一个结构最终都会向热平衡状态发展，经过一段时间后整个体系处于一种稳态波动状态。也就是一般计算中所谓的温度零时刻。在达到这个状态的过程中，结构本身同外界之间不断发生辐射、对流、传导等热交换，这些交换方式及量值对形成某一时刻的温度分布具有重要的意义。

4.2桥位因素和结构因素

桥梁结构的方位、表面朝向对腹板的温度分布及沿腹板厚度方向的最大温差分布有重大影响，而桥梁高度则与地形地貌共同影响风对桥梁的降温效果。桥位因素的共同特点是它们对一特定的桥梁结构是固定的，并可通过空间几何关系进行换算，并直接影响到太阳辐射的效果。

对于重点研究的箱梁，构件尺寸，箱室划分及支撑条件构成了箱形梁桥的内外约束。箱形梁的悬臂板的长短对温度场的形成有一定影响，当悬臂板较长而梁高又较矮时，靠近悬臂板的腹板温度变化很小。

4.3水泥水化生热

混凝土浇注后，水泥与水结合发生水化作用，同时也是混凝土凝固过程。在这个过程中，水泥水化作用要生成大量的热量，由于混凝土自身的热物理性能和外界不同情况下的气温状况，再加上箱形梁各构件位置和厚度不均匀性，在箱形梁构件中形成不同的温度分布，构成整个箱形梁的整体温度场。由于温度场分布的不均匀，内外形成温差以及表面和外界形成温差，温差的存在产生温度热应力，如该温度应力超过混凝土的拉应力，将可能引起箱形梁构件产生裂缝。

5混凝土的收缩、徐变

在实际混凝土结构中，收缩、徐变与温度应变是混杂在一起的。混凝土的收缩、徐变对桥梁结构的影响表现在：

5.1在钢筋混凝土、预应力混凝土等配筋构件中，随时间而变化的混凝土徐变、收缩受到内部配筋的约束将导致内力的重分布。预应力损失实际上也是预应力混凝土构件内力重分布的一种。

5.2预制的混凝土梁或钢梁与就地浇筑的混凝土板组成的结合梁，将由于预制部件与现场浇筑部件之间不同的徐变、收缩值而导致内力的重分布。同样，梁体的各组成部分具有不同的徐变、收缩特性者亦将由于变形不同、相互制约而引起内力或应力的变化。

5.3分阶段施工的混凝土超静定结构，如连续梁、刚架、斜拉桥、拱桥等，在施工过程中发生体系转换时，从前期结构继承下来的应力状态所产生的徐变受到后期结构的约束，从而导致结构内力与支点反力的重分布。

5.4外加强迫变形如支座沉降或支座标高调整所产生的约束内力，也将枉混凝土徐变的过程中发生变化，部分约束内力将逐渐释放。

5.5徐变对细长混凝土压杆会产生的附加挠度。混凝土的收缩、徐变及其对结构性能影响的预计和控制，是十分复杂又难以获得精确答案的问题。因此，对于一些特别重要的工程，应该通过模型试验或实物测量的方法来校核计算中所用的参数，以提高计算结果与实际接近的程度。

结语：桥梁施工控制是现代桥梁施工建设的必然趋势，是桥梁施工质量和桥梁施工安全的重要保证。正确认识影响桥梁施工控制的因素，对加强桥梁施工控制，提高了桥梁的建设质量有着十分重要的意义。