探讨大跨径桥梁施工控制不确定因素

陶毅

(

呼和浩特铁路局建设管理处,内蒙古包头 014040)

探讨大跨径桥梁施工控制不确定因素

陶毅

(

呼和浩特铁路局建设管理处,内蒙古包头 014040)

大跨径桥梁由于各种不确定因素的存在导致其主体结构在施工中容易受到应力偏差干扰的影响导致其结构紧凑型与受力稳定性的不足,最终影响施工安全和施工质量,影响桥梁的服务寿命。因此,对大跨径桥梁施工中可能出现的不确定因素进行合理的管理与控制是保证大跨径桥梁施工安全与施工质量的重要基础。

大跨径桥梁 施工 不确定 因素

桥梁施工中，对施工过程严格的质量控制是保证桥梁服务寿命与服务质量的关键。在大跨径桥梁施工中，由于各种不确定因素的存在以及施工过程中对由不确定因素造成的桥梁施工质量缺陷没有进行科学合理的管理与控制，导致桥梁施工质量不高，实际服务寿命不长的现状。因此，对大跨径桥梁施工中存在的不确定因素进行分析与讨论，从而得出相应的管理控制手段是桥梁施工的重要基础。

1 大跨径桥梁施工

大跨径桥梁主要应用于有效可用土地较少、相对距离较长、跨度较大、施工难度较大、材料使用量相对较多的地区，如跨江、河、海工程和横断山区重要交通干线，在部分城市的高架环城公路和跨越重要设施如铁路干线、河道等也采用大跨径桥梁工程施工。

在进行大跨径桥梁施工中，由于应力相对集中，且各分结构间的内部应力会随着距离的拉长而进行累计，最终影响到整体结构的应力组成以及结构稳定性。虽然在进行桥梁设计中对其进行了一定的考量与控制，但在施工中出现的不确定因素却可能影响到局部应力的偏差，从而在大跨径桥梁累积、放大的作用下产生较大的应力偏差，最终影响到整体结构的稳定性与施工质量。因此，对大跨径桥梁施工中出现的可能进行累积与微小不确定因素进行合理的管理与控制，是保证大跨径桥梁施工安全与施工质量的重要基础。

2 大跨径桥梁施工的不确定因素及其相应的控制措施

结合大跨径桥梁施工过程与当前大跨径桥梁施工中出现的偏差累积放大现象及其产生的施工质量安全问题，可以归纳出能够影响到大跨径桥梁整体结构稳定性的主要不确定因素有建筑材料的结构尺寸偏差、结构徐变与收缩偏差、温度效应结构偏差等。

(1)建筑材料结构尺寸偏差。大跨径桥梁在施工中需要大量的建筑材料，主要包括钢结构、混凝土结构、水泥砖结构以及部分木质、硬质塑料等结构，由于现代建设项目施工大多是采用分结构组装的方式进行的，尤其在地形相对复杂、大型建筑构件无法运达的地区，分结构组装施工建设是主要施工手段。由于材料加工和运输保管中存在精度不足、机械磨损等问题导致结构材料之间大多与设计要求存在一定的偏差，而这部分偏差很可能导致施工中结构咬合出现问题，如部分结构的咬合不紧、紧凑型不足、应力分布相对集中等，在大跨径桥梁的偏差累积与放大效用下会造成应力大量集中、明显的断造带等，极不利于建筑整体的结构稳定性。

因此在进行施工设计中，需要对各部分材料尺寸预留一定的余量，以避免尺寸偏差导致的结构稳定性问题；而在施工材料准备时，也应该尽量采购满足实际设计施工需求精度的材料；另外在施工周期内还应该及时对所用材料的结构尺寸进行复核检查，以消除偏差对桥梁施工结构稳定性的影响。

(2)结构徐变、收缩偏差。在大跨径桥梁的施工中大量采用钢筋混凝土结构，混凝土结构在施工中常出现结构徐变、收缩等现象产生一定的偏差，在积累中会造成对桥梁较大的应力应变从而影响到实际的施工质量。

结构徐变指的是在荷载作用下结构在相同应力的作用下产生的应变增长的现象，它主要是在长期应力作用下导致的结构弹性变化失效，特别在大跨径桥梁主要应力集中区域的钢筋混凝土结构，在长期高强度的应力拉伸下，会使得结构弹性变化在时间的作用下逐渐增加，最终发生不可逆转应变扩大，从而使得应力更加集中、徐变加快的现象，导致桥梁结构应力平衡被打破，结构稳定性不足。

结构收缩引起的偏差主要是在混凝土施工的过程中，由于水分的富集与蒸发两个阶段其结构尺寸存在较小的偏差而导致的结构微量收缩现象，如在冬季相对寒冷时间段进行的混凝土施工，在温度较低时其混凝土可能会富集水分凝固而增加其结构体积，而在相对干燥炎热的地区进行的施工却可能因为水分的大量散失而导致混凝土材料出现收缩，从而引起局部区域应力载荷相对集中，破坏原本的应力分布平衡，最终导致结构形变，影响整体的结构稳定性。

这就使得在大跨径桥梁施工与未来的养护过程中，应该对主体结构关键部位的徐变量进行及时的监测，及时对形变较大结构进行加护处理，并且，在施工中应该尽量消除混凝土水分富集和蒸发过程中产生的材料收缩，具体可通过合理调控混凝土各组分比例、对混凝土结构施工过程进行控制等方法实现。

(3)温度效应结构偏差。大跨径桥梁施工中由于各结构组装的过程中在环境热效应的作用下，会导致结构内部各部分出现较大而且相对存在差异的热应力。在其他载荷下会影响到整体内部结构应力分布平衡，使得其内部结构出现一定的结构应力偏差，并由此产生一系列的结构稳定性问题。而环境日照及对流的差异会使得内外、表里的热应力存在较大的差异，因此在进行施工时需要在设计阶段对温度应力偏差进行计算和考量，并在施工中尽量消除或减弱不同部分的温度应力差异，从而消除温度应力偏差产生的结构稳定性影响。

3 结语

对大跨径桥梁建设项目施工过程中出现的各种应力偏差，在积累、放大作用下导致的结构稳定性问题进行足够的管理与控制是控制施工安全、保证施工质量的重要基础，在设计和施工阶段对建筑材料尺寸偏差、结构徐变收缩、温度效应结构偏差等在施工中主要存在的不确定因素进行合适的余量控制，并在施工中尽量减弱或者消除不确定因素带来的应力过于集中现象是保证其施工质量的关键。

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