李祖飞
摘要 缆索体系桥梁施工监控工作是确保桥梁安全、保障项目顺利进展的有效措施。基于此,文章以某单索面独塔斜拉桥施工为例,从该桥实际工况及结构受力特性角度,进行了施工监控分析,论述了桥梁结构施工监控相关的计算方法、工作流程,并总结了同类型缆索体系桥梁施工监控工作管理的具体方案,旨在为规范同类桥梁施工监控工作提供技术支持。
关键词 公路桥梁项目;缆索体系桥梁;施工监控;管理流程
中图分类号 U441文献标识码 A文章编号 2096-8949(2023)09-0153-03
0 引言
随着经济发展,道路交通运输量不断增加,车载水平迅速提升,缆索体系桥梁凭借其独特的造型和良好的跨越能力逐渐受到了人们的青睐。相较于传统桥梁,缆索体系桥梁无需张拉缆索和体系转换,精简了施工工艺,有效缩短了工期。在确保成桥质量与状态的基础上,应当对施工精度值进行严格控制。桥梁施工监控工作是确保项目质量和成桥状态的基础,也是保障施工质量合规的关键措施,对提升桥梁耐久性有积极作用。该文以某曲线单索面独塔斜拉桥施工为案例,对缆索体系桥梁施工的重点流程、关键节点进行了经验总结,期望相关研究可为同类工程提供参考。
1 工程概况
某曲线单索面独塔斜拉桥跨径80 m,梁宽60 m,梁高0.9 m,设计荷载水平5 kPa。该桥梁项目桥面系为水性聚合物陶瓷颗粒及防水层铺设,上部结构为变截面钢箱梁,型号为Q355C,下部结构为承台肋式桥台,由C30混凝土浇筑而成,桥梁布设情况如图1所示,桥梁主梁标准横断面情况如图2所示。
该项目成桥工序如下:预埋3#桥台→基础混凝土浇筑→主塔塔基施工→1#与2#桥墩混凝土浇筑→设置梁体吊装支撑架→桥体吊装→斜拉索安装→附属工程施工。
2 施工监控的必要性
该项目工程结构复杂,为缆索体系高超静定结构,属单锁面钢箱梁斜拉桥,桥梁跨径80 m。该工程对索力、线形指标要求较高。缆索体系斜拉桥索力分布复杂,设计阶段技术人员需找出主梁与主塔内最佳索力分布结构,在施工过程中通过对张拉方案的合理调整,确保成型后桥梁状态符合质量标准。如何通过科学张拉方案和合理的施工顺序确保成桥状态是施工关键所在[1]。
施工监控的目标如下:
(1)借助精细化系统分析,明确设计成桥目的,并对不同施工阶段的注意事项加以区分,制定科学合理的措施加以防范,确保桥梁結构成形合理性。
(2)施工中严格控制各阶段工艺参数标准,保障线型内力复合指标,对实测值与设计数据之间的偏差进行比对,判断项目施工结构是否存在质量问题,评价施工状态是否符合工程要求。
(3)施工参数出现较大变化或与设计值之间有较大误差时,需对误差出现的诱因进行详细评估,调整主塔标高、张拉次数、斜拉桥张力等数据,确保各施工阶段技术指标均在控制范围内,使桥梁内力线型达标。根据施工中存在的具体问题及其诱因,提出针对性的解决方案,确保成桥结构符合理想状态[2]。
3 施工监控工作内容
基于上述分析,缆索体系桥梁施工监控工作十分必要。施工单位需结合项目特点,通过对施工过程的详细模拟,确定具体的工程进度。以计算结果为基础,结合项目实际情况对施工进行指导,结合项目需求以内力、线形为基础完成计算模型的调整,确保项目质量合规,使桥梁施工监控工作得以顺利开展,确保各项工作顺利完成。具体工作包括计算分析和现场测试两个方面[3]。
3.1 计算分析工作
斜拉桥成桥类型丰富,索力分布状况有所差异,桥梁设计时需以项目需求和设计要求为基础,对桥索力值、成桥线型等进行严格控制。在此过程中,桥梁施工单位需严格校验成桥索力,判断其计算结果是否符合项目设计规范,是否为最佳数据,以判断其是否具备施工条件,并与之匹配施工工序[4]。
严格核算后,若监控单位对成桥索力值最优解存在不同建议,应及时与设计单位进行沟通,再一次确认成桥索力值并加以验算,充分沟通后确定最终的成桥索力值。监控单位在确认成桥状态后,成桥施工过程中需加强检验,对施工过程相关数据进行核算,从而确定斜拉索无应力长度、斜拉索张拉顺序和主梁架设线型,同时明确相关工序的具体指标。详细流程如图3所示。监控单位进行相关参数计算后,监理单位和设计单位对相关数据进行复核,确保数据无误之后,方可以相关参数为基准进行现场施工。计算工作完毕后,监控单位根据施工进展结合对主梁、主塔实测数据实测值进行修订,确保施工误差在可控范围内[5]。
3.2 现场测试工作
通过详细的计算工作,明确具体工序相关环节的详细参数,其施工环节的监控工作主要包括以下内容:
(1)主梁线形监测。主要对主梁标高、主梁轴线进行线性监测,包括主梁预制阶段线性监测、主梁架设阶段线性监测、斜拉索张拉阶段线性监测、支架拆除阶段线性监测和二期恒载铺设阶段主梁线性测试。
(2)塔顶水平位移监测。主塔施工过程中,需对施工参数及工艺指标进行核对,严格检测位移数据。对主塔架设过程中产生的水平位移值进行监测,同时检测张拉斜拉索环节的主塔位移值,以完成主梁支架拆除。
(3)索塔应力监测。主要进行主塔架设过程中、斜拉索张拉阶段、主梁支架拆除阶段、桥面板铺设阶段和二期恒载铺设阶段的主塔应力监测。
(4)主梁应力监测。主梁施工阶段完成对主梁内力监测。斜拉索张拉环节的主要检测指标为主梁内力值,同时进行主梁支架拆除阶段和二期恒载铺设阶段主梁内力监测。
(5)索力监测。斜拉索张拉力水平,会对主梁线性及主梁内力值产生影响,需确保施工过程中斜拉索数据准确。实践中多以频率法与锚索计相结合的方法监测斜拉索。斜拉索每个拉索张拉后,检测各斜拉索索力值,并完成定期测评[6]。
(6)主梁梁端位移监测。施工过程中加强主梁梁端位移数据检测,以监测结果为基础对施工工序进行优化,并修正伸缩缝构造。采用拉线位移传感器对主梁梁端位移情况进行观测,设置纵向位移监测点和横向位移监测点,准确获取实时位移值。完成主梁架设后,进行斜拉索张拉,并对主梁位移情况进行检测[7]。
(7)温度场监测。施工过程中严格检测索塔主梁内外温度值,判断桥梁位置与时间之间的内在关联,从而确定温度结构挠度值。对不同施工条件下的温度场与结构变形性之间的关系进行分析,以校正温度数据,确定热导系数和线膨胀系数,为施工顺利提供保障[8]。
4 施工监控工作管理流程
及时将监控数据提交至监控组,并严格执行分析结果,根据反馈情况完成误差分析,为监控工作的开展提供基础,基于监控管理流程建设,促进有关工作的顺利开展[9]。基于工程背景桥梁施工监控管理的具体流程如图4所示。
参与施工监控工作的单位包括施工单位、监理单位、设计单位、建设单位等。施工单位监控工作的顺利实施,对确保工程质量有重要意义。在施工监控工作实施过程中,根据监控资料类型差异,可将其分为三种类别:
(1)第一类为施工监控总报告、施工监控大纲和联系名单,相关资料主要用以进行施工宏观指导。
(2)第二类为施工过程中与主梁架设相关的资料,包括成桥状态施工指令、主梁架设线型及施工过程计算书等。
(3)第三类为监控单位完成现场数据复核后,获得工序复核结果,对桥梁线型、施工情况等结果进行分析,复核发现与设计规范不符合的,需要对其结果进行反复调整与检测,确保相关指标合规后,将工作结果提交至业主[10]。
根据施工监控工作的具体性质差异,将悬索桥、斜拉桥为代表的缆索体系桥梁施工监控工作分为不同管理流程,从而为施工监控工作的高质量完成提供便利条件,防止程序冗余降低施工效率。
5 结论
综上所述,纜索体系桥梁施工监控工作对确保成桥状态和提高施工质量有重要意义。该文基于某单索面独塔斜拉桥施工情况,对桥梁施工监控工作具体内容及其监管流程进行了详细论述,结论如下:
(1)根据具体内容差异,可将缆索体系桥梁施工监控工作分为计算分析类和现场复核类两种。在具体施工环节,需对主梁、主塔、拉索索力在不同施工阶段的变化情况精准分析与控制,通过施工现场实测获取数据,并对计算模型加以优化修正,以更好地指导项目施工。为提高项目施工监控工作开展的便捷性,可由建设单位委托给施工监控单位。
(2)根据工作性质差异,可将缆索体系桥梁施工监控工作分为不同类型并实施差异化的管理流程,以提高施工监控工作质量。
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