悬臂浇筑桥梁应力应变的系统控制分析

■张小清

(福建君达建设有限公司，漳州　363000）

悬臂浇筑桥梁应力应变的系统控制分析

■张小清

(福建君达建设有限公司，漳州363000）

在悬臂浇筑桥梁施工中，必须要对其应力应变实施系统控制，以此显著提高悬臂浇筑桥梁施工质量。本文以某立交桥跨桥建设施工为例，在对桥梁结构系统分析及参数识别基础上，重点分析悬臂浇筑桥梁应力应变的系统控制策略。

预应力混凝土桥梁悬臂浇筑施工工艺

伴随着近年来我国大跨度桥梁建设的不断增加，其运载量的提升，给建筑施工带来巨大挑战。其中T型钢结构，以及连续性桥梁建设等，都需要结合实际的施工程序以及施工方法进行力矩承载能力上的计算，以保证预应力能够满足实际的生产需求。在这一类的信息建设过程中，为提高桥梁的跨越承载能力，其悬臂的预应力要求，就必须满足现代桥梁施工的实际施工需求。下面针对桥梁建设中的混凝土桥梁悬臂浇筑的施工方法以及注意事项进行简要分析。

1　桥梁结构的系统分析、参数识别和修正

从现代桥梁应用情况来看，在预应力的选择使用上，应当结合实际需求进行全面监管，而具体的信息监控管理体制，则分为以下几个步骤。

1.1桥梁结构的系统分析

通过结构运算计算系统来进行有限元分析，通过正反向分析，并结合实际的施工手段，进行相互之间的信息分析，并通过计算来确定桥梁施工过程的每一个阶段，都能够满足实际的施工需求。而对于最终信息的承受形态设计，也可以根据实际的仿真计算，完成对混凝土的收缩效应调控，根据实际的使用规范，完成对不同环境的有效施工调控。对于形态的实际分析，应当在混凝土浇筑结束后的3年进行初步信息的有效分析，并结合分析结果来完成对分段计算体系的有效信息确定［1］。

1.2参数的识别与修正

按照现有的适应理论机制进行分析，在施工的实际检测中，自身信息的标高理论在计算的数值上，会出现一定的信息不符情况，这对误差形式的应用差距，都会产生较大的影响，从数值的选取以及算法应用等方面，都会产生较大的模型参数问题。因此需要进行数值上的修正调整，从而保证在模型的运算中，能够得到有效的信息调整。在预应力的计算过程中，施工阶段的应力计算，应满足公式Ps=-（σPsWs）/L和Px=（σPxWx）/L，其中的的W表示的是桥梁截面的顶底板的界面模量，L表示块件重心到截面的距离，而σ表示外应力情况，正为压力，负则为拉力。在实际的应用计算上，P=（Ps+Px）/2。在进行运算的过程中，还应考虑到有效与无效的预加力作用，使用公式Fys=σys/（1/A+e/Ws）以及Fyx=σyx/（1/A-e/Wx），其中W表示的截面的模量，而e则为预应力的的筋型心距截面距离。实际预应力计算为Fy=（Fyx+Fys）/2。在进行混凝土的物理参数计算中，对于高标号的混凝土弹性模量增长情况分析中，可根据实际的箱梁块件的周期施工时长来确定其使用的规模。而对于混凝土的徐变系数分析，也应当根据现场的使用环境进行混凝土收缩试验进行徐变信息上的有效控制，并结合实际的观测数值完成对平滑性能上的确定。

1.3预拱度信息的确定

在施工过程中，应根据施工的标高来进行预拱度信息上的确定，并分析其实际的使用规范，进行施工段标高上的信息确定，分析其实际的使用标高情况，并完成对标高信息的有效分析。

2　基于主梁应力应变的调整对策

在了解预应力的作用后，需要分析其产生这些情况的因素，并通过整体结构上的有效调整，从而完成对断面以及控制面板上的选择。

2.1完成对控制断面的选择，并通过测试完成对质量上的检测

在进行主梁的应用设计中，为满足使用的结构需求，就需要按照静定结构进行控制形式上的有效调控，并根据根部的不同结构阶段进行断面信息上的预埋处理，保证传感元器件，能够有效的检测出数据，并分析传感器的实际应用规范，结合混凝土的应用标准，来完成轴向的作用力，根据自动频率实现对发生变化信息上的测试传感应用，从而完成内侧拉力值上的同位信息处理［2］。

2.2应变测量值的修正问题，需要根据实际的施工需求进行检测传感装置的埋置进行对比

检测过程中，应根据周边的混凝土变形情况确定多种形态上的变形，并分析传感装置上度数的准确性，分析不同环境下的钢筋混凝土应变关系，分析实际的检测承受力，根据单轴信息确定对整体信息上的有机调整。结合应力的混凝土构件进行定时测定［3］。其应变值的计算方法为：ε（t）=εi（t）+εc（t）+εx（t）+εs（t）+εt（t）+εv（t），其中的εi（t）表示的是加载瞬间的时间应变作用，εc（t）表示的则是时刻徐变应变情况，而εs（t）则表示的为收缩应变情况，εt（t）则表示的温度应变情况，εv（t）表示的则是构件的体积几何尺寸，从形变的形态出发，完成对应变数值上的合理分析，从而实现对信息上的整体检测。

3　某立交桥跨桥建设施工实例

以某立交桥的跨桥建设作为本文的研究分析对象，根据两端的开口情况，以及桥面的净宽确定最终的预应力连接设计。本文桥梁结构为工字型叠合结构，如图1所示。

在设计过程中，分析主梁的单箱单室大悬臂截面连接结构，从而实现对边跨梁信息的有效提高。其主要的节段过程则以以下的主要流程（图2）来实现对整体信息结构的有效建设。

针对四个受力阶段的应用形式，可根据不同施工阶段进行运营形式上的调整，并分析其荷载的边界条件，通过图式计算，完成对模型形态上的准确定位。在进行工作结构形态上的应用方面，根据实际的传感器应用理念进行综合分析，可根据桥体的实际应力监控情况，完成对应变信息上的多因素分析，并以此完成对材料特性上的全面掌控。结合实际的生产需求，完成对不同环境条件的合理分析应用。安装竖向预应力筋时，横向与纵向的偏差应控制在3mm之内，中线与桥梁中线的偏差控制在5mm之内，尽可能使两者重合，以保证挂篮轨道安装位置准确。为了降低塑性变形对桥梁施工质量的影响，应采取一定的消除措施。在组拼后，在加载预压中所采用的方法为砂袋模拟梁重堆砌法，对0.25、0.5、0.75、1.0和1.2五个等级之下的弹性变形实施实际测量，并且对每一个等级加载后支架的塑性变形值和弹性变形值测量。具体施工技术如下所示：

3.1悬臂浇注分段

在实施悬臂浇筑的时候，如果想要和梁截面高度变化相适应的话，可将中心墩柱两侧两跨进行分段浇注，这既便于混凝土浇注承重，有利于挂篮的延伸。

3.2施工关键技术

3.2.1防风、防高温

在浇筑的过程中，要采用一些防风、防沙、保温的措施，降低气候对浇筑材料浇筑质量的影响。也可以边浇筑边进行保温处理，出现恶劣天气的时候，加盖保温棚能减少浇筑材料因为高温、大风所产生的收缩裂纹，并减少沙土对浇筑材料的侵蚀及保证浇筑材料在低温天气里不受冻［4-5］。

3.2.2浇筑工艺的选择

在实施浇筑之前，应选择那些在失水后能与桥梁变形协调、具有可灌性、固结后收缩小或不收缩的浇筑材料，然后确定合适的浇筑深度。根据浇筑的位置、深度、宽度、走向来确定浇筑材料的配合比。在浆液中加入一定的水泥，不仅能减少体积收缩，还能缩短浆液的凝固时间，提升固结合的强度，不过应对水泥的含量进行严格控制，以免固结无法适应桥梁的继续变形。在实际的施工中，水泥与固定颗粒的重量比为15：100时，浆液的应用效果最佳。注重水泥的选择，首先要确保水泥必须要具有一定的强度和流变性，其次也必须要确保能够和当前应用广泛的高效减水剂具有良好的适应性，以能够对坍落度损失实施良好的控制。普通水泥和硅酸盐水泥的强度等级完全是可以满足高强性能浇筑料配制的需要，最常使用的42.5强度等级以上的水泥。总之，选择浇筑料水泥时，要综合考虑水泥的各项性能和水泥的成本，很重要的一点是要选择流变性好、早期反应性能低的水泥［6-7］。浇筑压力的控制也非常关键，对于浅层裂缝，可不施加额外的压力，让浆液在重力的作用下自行流入裂缝；对于深层裂缝，可施加额外的压力，不过压力应有所控制，以免压力过大导致新的裂缝。

3.2.3外加剂的施工技术

外加剂能改善浇筑材料的性能。目前市场上的外加剂有多种，如早强剂、缓凝剂、防水剂、减水剂、TKC-I型外加剂等。以TKC-I型外加剂为例，首先应确定外加剂没有过期，以保证外加剂的质量。在浇筑材料达到初凝状态时，打开TKC-I型浇筑材料外加剂的包装桶，将外加剂缓缓地倒入准备好的喷雾器中，然后进行第一次喷洒，并保证TKC-I型浇筑材料外加剂的量不能超过喷雾器容积的2/3。在对浇筑材料喷洒外加剂时，喷头与浇筑材料相距20cm为宜，喷洒时要控制速度，按照既定的顺序进行喷洒，尽量保证外加剂全面、均匀地覆盖在浇筑材料上，对于碰洒不均匀的地方，可以人工使用滚刷抹均匀，然后等待第一喷洒成膜。大约半个小时候，再进行第二次碰洒，两次的喷洒风向保证垂直，以使得外加剂能完全覆盖浇筑材料［8-9］。在第二次喷洒完成后，再在浇筑材料上面覆盖一层防渗土工膜，进一步增强的保湿能力。

3.3效果评价

在本次研究中，主要介绍了悬臂浇筑桥梁应力应变的系统控制策略。其中通过实例分析在某公路桥梁施工中，通过精心组织，并抓好过程控制顺利完成全桥的纵向合拢施工，整个合拢段的平均高差控制在8mm左右，最大高差为1.8cm，完全能够满足3cm要求，取得良好效益。

4　结语

本文结合实例对桥梁支座荷载-变形曲线及破坏图分析，提出桥梁结构的系统组成及具体的变形控制策略及参数、预拱度信息确定方案，针对主梁应力应变中的影响因素，则提出相应的调整对策。并在文章最后结合立交桥建设施工实例，对不同受力阶段的应用形式分析，测量每一个等级加载后支架的塑性变形值和弹性变形值，提出具体的施工技术，为桥梁制作荷载-变形调整对策及施工方案提供了相应的参考意见。

［1］代敬辉.大跨度预应力斜拉桁架刚构桥悬臂浇筑施工技术［J］.铁道标准设计，2010（12）：50-53.

［2］陈成.预应力混凝土桥梁悬臂浇筑的施工控制［J］.城市建设理论研究（电子版），2014（5）.

［3］李学兵.浅谈桥梁挂篮悬臂浇筑法施工技术［J］.城市建设理论研究（电子版），2013（15）.

［4］古金军.大跨度预应力连续刚构箱梁悬臂浇筑施工过程节段养护工艺研究［D］.重庆交通大学，2013.

［5］白旭光.连续梁桥悬臂浇筑施工关键技术与控制技术研究［D］.长安大学，2013.

［6］陈成.预应力混凝土桥梁悬臂浇筑的施工控制［J］.城市建设理论研究（电子版），2014（5）.

［7］李勇军.浅析悬臂灌浇筑法在混凝土连续梁桥施工中的应用［J］.价值工程，2010，29（12）：105-105.

［8］吴小冬.大跨径悬臂梁浇筑施工中的安全度及变形控制技术问题［J］.城市建设理论研究，2014（12）.

［9］倪良松.大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术［J］.公路，2009（8）：236-241.