罗太原
(四川川黔高速公路有限公司,四川 泸州 646500)
随着桥梁工程技术的进步与发展,对连续刚构桥梁施工提出了更高的要求。连续刚构桥梁在施工中的空间位置与形态会随时间的推移而改变,为此需要对其自重、结构或构件的临时性荷载、混凝土材料的徐变等进行严格控制,以保证其满足相关标准与要求。在连续刚构桥梁施工控制过程中,要将前期的预防控制与后期的调整、预测式监督等控制措施结合起来,且因其施工过程比较复杂,所以应将预测式监督控制作为重点,做好相应的调整工作。
一般情况下,连续刚构桥梁的主跨长度在100m以上。其施工控制包括以下几个方面:
首先,确定施工控制的方法,并在此基础上构建与之相适应的调控体系和作出相应的分析。
其次,对项目进行相应检查,检查结果要及时反馈。
最后,在项目实施过程中控制各施工环节的质量,及时调整解决遇到的问题,实现总体控制,达到确保项目整体质量的目标。
在连续刚构桥梁施工中进行相关的施工控制,其最主要的目标是确保桥梁工程中的结构安全,并使得桥梁工程的构造和线形满足方案设计要求。依据桥梁本身的构造特点,一般采用悬臂分节段的施工方法,其中包括主梁悬臂的施工控制、合龙段的施工控制、主墩的施工控制等[1]。
在主梁节段的施工过程中,主要包括立模、预应力钢筋张拉和混凝土浇筑等几个步骤。由于连续刚构桥梁工程建设的各个环节是一个有机的整体,工程建设前期工作对建设过程及其结果有重要的影响,所以必须将试验检验等施工控制工作落实在施工开始之前,做好充分的准备,准确地计算出每个单元的施工进度,及时发现和处理好施工中存在的问题,从而确保桥梁建设的质量。
在连续刚构桥梁施工中多采用悬臂施工方法。由于理论计算和实际施工参数有时会存在一定的偏差,或因环境条件变化造成施工参数满足不了原设计文件要求等,需要通过强化施工过程控制,及时发现问题并及时协调调整设计文件,解决问题,进而在保证施工质量的前提下稳步推进工程建设[2]。
当前,我国连续刚构桥梁的安全性和耐久性还有待提高,主要原因是施工管理水平不高。例如,有的连续刚构桥梁会发生崩塌事故,其原因主要是施工选用的材料不符合规范要求,或是施工工艺不规范、不合理等,这些管理问题导致无法完全规避桥梁施工质量问题和安全问题。
在连续刚构桥梁设计阶段,存在一些问题,使得在连续刚构桥梁建设中,部分桥梁工程存在质量未达到设计标准、国家规范的情况,从而对其安全产生影响。例如,在连续刚构桥梁设计中,部分设计人员仅仅关注结构强度,对结构体系,结构构造合理性和结构本身的耐久性缺乏充分的考量。
虽然现阶段的连续刚构桥梁施工中会通过合理选择刚构桥梁原材料提高其耐久性,但基于结构构造优化设计提升耐久性和稳定性的设计工作力度仍然存在不足,设计理论也相对陈旧。在具体落实设计工作时,部分设计工作的开展基于设计人员的实践经验,未能在设计过程中引入先进的理念和技术做支持。
上述原因在一定程度上影响了连续刚构桥梁施工控制的有效落实,影响了桥梁结构的稳定性和桥梁运行的安全性。
影响连续刚构桥梁施工控制效果的因素有多种,具体来说,包括以下几方面。
一是施工技术人员与管理人员缺乏沟通,导致不同施工环节的施工技术应用质量受到影响。管控力度不足会导致一部分施工人员在应用相关施工技术操作中出现技术应用合理性、操作规范性不足的现象,会影响连续刚构桥梁施工技术的应用效果,使工程项目建设质量受到影响。
二是外部环境中的气象因素和温度变化因素。在连续刚构桥梁施工过程中,温度因素的影响,会导致桥梁结构出现变形问题。另外,由于温度因素具有一定的不可控性。因此,需要在施工过程中做好监测工作,尽可能降低温度因素对桥梁施工质量的影响。
三是原材料质量因素。连续刚构桥梁施工中所应用的原材料既要具备一定的稳定性和强度,还要具备一定的耐久性。若所应用的原材料性能和质量存在不足,会对连续刚构桥梁整体施工质量造成一定的影响[3]。
在连续刚构桥梁设计过程中,由于部分设计人员未能将全部因素的影响情况都考虑在内,造成在设计取值时存在一定误差,从而给连续刚构桥梁的线形控制带来不利影响。所以,在施工过程中,要重视设计取值的调整工作。
在施工控制中,常用的方法是将设计取值与实际结果进行比较,从而得到合理的结构参数,这样可以准确把握误差的产生原因,从而“对症下药”,计单位则要根据工程实际及时调整设计方案,减少误差对连续刚构桥梁线形控制造成的不良影响。
桥梁结构的理论数值计算需选择科学的计算方法,以获得准确的数据信息,为桥梁结构设计的合理性提供进一步的保障。现阶段常用的计算方法为有限元方法。此方法可以对连续刚构桥梁各个施工段的受力情况及位移情况进行数值模拟,为连续刚构桥梁的安全施工及施工控制提供参考。同时,可结合施工中的环境因素和施工技术因素影响,以数据信息为基础提出更加科学合理的施工方案。另外,以数据为支持进行工程项目施工技术应用情况的分析,能更准确地反映出连续刚构桥梁的真实施工情况,如根据数据计算结果进行进一步分析、确认桥梁是否会出现变形,桥梁的实际受力强度等信息。施工人员和设计人员需要及时进行协同沟通,结合上述数据信息进行进一步的分析,以提出更加科学的桥梁结构设计方案。
除此之外,对于刚构桥梁中的大跨径桥梁,还可应用修正分析法、逆分析法对连续刚构桥梁的施工预拱度和各个阶段的变形进行计算,为连续刚构桥梁的施工提供理论依据,以保证连续刚构桥梁的终态达到设计要求。
总之,在桥梁结构的理论计算环节,有多种计算方法,需要设计人员和施工人员合理选择,以准确的数据计算结果为基础,为桥梁结构设计提供更可靠的依据[4]。
连续刚构桥梁的建设离不开预应力筋,所以要对预应力筋的埋设质量进行控制。重点是对预应力筋曲线形态进行控制。在纵向方面,每根钢筋的控制点应按其纵向间距进行准确、可靠的定位;对预应力筋的波形套筒做好防护,如有破损应及时处理;在张拉、注浆等过程中,严格控制预应力筋的延伸量;注浆时进行精确的量测,保证注浆通道内的泥浆达到饱和状态。
在连续刚构桥梁现场施工过程中,需要由专门的管理工作小组进入施工现场,对技术人员施工操作流程、辅助设备应用情况进行现场观察监督管理。小组成员应当对不同施工环节的技术要点、设备操作要点等信息做到全面了解,以便在施工人员出现技术操作不规范的情况下及时进行指导。同时,施工现场是否存在安全隐患、原材料存放区域是否合理规划,也是连续刚构桥梁现场施工中监督管理工作应把握的要点。
4.4.1 对工程实施预控制及后期调控
施工控制要坚持以预控制为主、后期控制为辅的原则。
首先,应当做好前期质量预控制工作,再进入实际施工环节。
其次,在实际施工中要做好核心施工环节的流程控制和质量控制工作。
最后,通过数据信息分析和质量检验等一系列措施,对核心施工环节质量进行细致检验,一旦发现质量问题,应及时采取措施进行调控优化。
4.4.2 施工过程监测
施工监测是对施工过程中的各个环节进行监测,获得精确的施工参数,进而及时地发现设计不足,并为修正错误提供可靠的数据依据。
(1)材料参数检验
在施工过程中,对混凝土、钢绞线等建筑材料的物理、机械性能进行测试,得到混凝土容重、管道摩擦系数、钢绞线弹性模量等实际数据,为施工过程控制分析提供依据[5]。
(2)应力监测
应力监测的基本原理是以监测应变为手段对桥梁进行监测。应力监测仪主要有两种,一种是钢弦型,另一种是钢筋型,这两种应力监测仪因使用方便、结构简单、性能稳定、监测时间长等特点,已被广泛用于连续刚构梁受力监测。为确保施工过程中对有关数据的有效控制,必须利用钢弦型应力仪监测混凝土及钢索的物理、机械性能。采用钢弦型应力仪监测桥面受力时,要先确定应力仪的初值,再依据材料参数判断桥面受力情况。
(3)变形监测
对桥墩的压缩变形、梁位移进行监测和分析。
第一,为保证监测精度,在0 号梁段的顶面和墩台上分别建立一个定位测点,按照不同测量点位,进一步完成各区域的数据测量工作。
第二,根据具体的施工情况,可以在主梁各截面箱梁腹板上对称设置施工高程测量观测点,并利用专用测量仪器和设备进行数据测量,保证测量精确度,从而对压缩变形进行有效的控制。
施工工序控制主要强调在施工过程中结合具体施工流程对各工序操作要点进行全面把控,并按照施工顺序做好程序控制,严格按照施工工序落实施工操作,通过有效控制工序提高施工效率,保证施工操作规范性。
4.5.1 挂篮加载试验
挂篮加载试验可以检验挂篮及锚固结构是否可靠,且有助于采取措施有效消除挂篮的非弹性变形。其间,应结合工程实际,选择合适的加载方式,通过对挂篮设计图纸的分析,明确施工技术应用要点,同时需进一步结合相关荷载试验结果,对桥梁主梁的受力及变形情况进行准确的计算,从而得到挂篮的弹性变形规律,为桥梁建设及施工过程控制提供参考。
4.5.2 主梁合龙段施工
在主梁合龙段的施工中,要密切关注实际气温与设计气温的差异,并在此基础上进行相应的调整。通常采用拉主梁悬臂端或用钢架固定,然后浇筑混凝土的方式。
在单侧闭合时,要注意对主梁的另一悬臂端部进行平衡,一般采用罐体平衡方法,通过增加或减少平衡块,达到悬臂端部平衡的目的,从而提高合龙断面的施工质量。
如果是3 跨以上的连续刚构梁,需要对主梁的预提增值进行合理计算,科学设计合龙段的施工方案,从而为桥梁建设提供有力保障。
连续刚构桥的施工控制程度对其工程质量有很大影响,因此必须加强施工人员对施工技术的掌握[6]。在连续刚构桥施工前,必须按照相关规范,合理选用施工工艺,加强人员培训,同时建立行之有效的施工管理制度,强化管理控制,加强对施工人员作业行为的约束,避免操作失误、管控缺失,确保连续刚构桥梁的施工质量达到相关标准。
综上所述,在连续刚构桥梁施工中,必须采取相应的施工控制措施对施工过程进行有效控制,以有效提升施工质量,有效避免后续使用过程中可能出现的安全问题,保证桥梁在后续的使用过程中的安全性。