混凝土連續剛構橋施工質量控制
時間:2022-12-21 10:19:53
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預應力混凝土連續梁剛構既符合連續梁橋的特征,又屬于剛構橋,由于綜合了T形剛構橋和連續梁橋的受力特點,導致主梁的梁體與橋墩相對固定。并且隨著橋墩高度的提升,上部梁體的嵌固作用也會相對較小,降低了梁體承受的壓力。相對而言,這種橋梁結構的施工操作難度比較低,車輛運行時的穩定性比較好,不容易產生變形、裂縫等病害,在我國的應用范圍相對較大,因而更多地代替了傳統的橋梁。其最大的特點在于橋梁無伸縮縫,在各個方面都能進一步優化和完善。另外,預應力混凝土連續剛構橋可以滿足橋梁跨度的要求,這也是未來的發展趨勢。此外,未來的橋梁結構會更加輕便,在材料的選擇上會偏向于質量較輕的材料,并且朝著科學化的方向發展[1]。
2預應力混凝土連續剛構橋施工質量控制要點
2.1穩定性。橋梁的穩定性是施工環節中最需要關注的部分,而穩定性的計算需要結合變形力等因素,這樣才能保障橋梁的性能滿足實際的施工要求。所以在實際的施工環節中,除了需要對橋梁結構的穩定性進行控制以外,還需要利用支架、纜索系統等來進行技術保障,以保證各項系數符合施工要求。2.2變形力。變形力問題主要體現在箱梁的撓曲變形上。通常情況下還包括對反撓度(如圖1所示)和幾何變形的有效管理,以保障施工效果符合設計要求,同時還要注意控制誤差,盡量減少因誤差太大帶來的影響。另外,大部分連續剛構橋的橫斷面為箱形斷面,箱形斷面具有很好的整體性、結構剛度,特別是其抗扭能力很強。在擬定橋梁箱梁斷面尺寸時,要考慮連續剛構的受力特性,在受力較復雜且難以通過計算準確掌握其受力狀態的區域,應通過加強合理的構造設計來避免出現不利情況,如適當增大根部梁高,增大0號塊附近截面腹板厚度,適當增加普通鋼筋的設置,以及合理配置預應力鋼束等一系列措施,來保證箱梁的構造與結構實際受力狀態偏差降到最低[2]。2.3應力控制。應力控制是指通過分析結構應力計算值與實際應力之間的差異來進行施工控制。一般情況下,如果理論值與計算值的差距比較大,就應該及時查明原因并采取針對性的措施。不過需要注意的一點是,結構應力雖然非常重要,但是對于應力控制仍然還需要有一個相對穩定的標準[3]。以目前的情況來看,通常是結合施工的實際情況進行調整,例如將溫度應力、大體積基礎等因素帶來的影響都納入考慮范圍內。在施工的各個階段,橋梁結構的載荷、邊界條件及結構形式是不同的,結構受力也是多變的,特別是在主體結構合龍時,受力會隨著結構轉換而變化,所以要密切注意施工中結構應力的變化,確保結構應力達到設計標準。2.4安全性能。安全性能是保障施工質量的最主要因素。通常情況下安全性能的管理工作實際上可以理解為是變形控制和穩定控制的綜合體現。而結構形式本身是有所區別的,所以影響施工的因素也會涉及到不同方面,這就要求安全管理工作需要具備充分的針對性。例如在溫度控制方面,合龍段的施工溫度選擇非常關鍵,不僅影響成橋后箱梁內力分布的均勻情況,還會直接影響到施工安全。所以在這種情況下,需要結合施工當地的平均氣溫控制施工溫度,以確保施工環境處在最適當的范圍內。再例如附加應力的變化大多是溫度變化所導致的,所以施工環節中也需要重視收縮應力的變化,防止溫度過低導致骨架變形。
3施工環節常見的質量問題與應對措施
3.1底板裂縫。由于剛構箱梁底板預應力的鋼束受拉之后會形成底部壓力,并且通過箍筋將力傳遞到上、下兩層鋼筋結構中,通過這種方式來防止底板裂縫的產生。此外,豎向裂縫在連續梁橋裂縫中的占比很大,對于連續橋梁來說,除了跨中附近有自下而上的豎向裂縫,中間支點附近也有自下而上的由負彎矩引起的豎向裂縫[4]。在實際工程中,豎向裂縫出現的可能性相對較大。為了切實改善現階段常見的底板裂縫問題,可以采用體外直線束來代替傳統的彎曲束,不僅可以有效控制體系轉換力,還能防止因車輛荷載過大導致的跨中正彎矩等。施工方應結合實際的施工需求來采取措施防止底板裂縫,加強質量管理,尤其是在混凝土質量和箍筋的數量方面,重點保障底板的承載力,并且減小可能產生的應力變形。3.2撓度問題。撓度是在受力或非均勻溫度變化時,桿件軸線在垂直于軸線方向的線位移或板殼中面在垂直于中面方向的線位移。傳統的橋梁撓度測量大都采用百分表或位移計直接測量,這一方法目前在我國橋梁維護、舊橋安全評估或新橋驗收中仍廣泛應用。該方法的優點是設備簡單,可以進行多點檢測,直接得到各測點的撓度數值,測量結果穩定可靠。但是需要注意的一點在于箱梁施工環節中,撓度問題一直是需要重點關注的問題。通常情況下,為了有效解決這一問題,可以采用兩種方式。首先,可以采用提高剛度的方式,即提高箱梁本身的剛度。由于下撓問題的產生多由于剛度下降,所以如果能夠合理控制箱梁的彈性模量,就可以解決這一問題。其次,還能利用“零彎矩”的方式來改善結構不平衡的情況。具體措施是利用預應力來抵制箱梁自重彎矩,從而有效控制下撓力,從而控制箱梁的撓度[5]。3.3誤差控制。通常情況下,施工中的誤差是難以避免的。除了施工環節的問題以外,還會受到設計、管理、環境等多方面因素的影響。例如混凝土澆筑、張拉預應力的控制都無法百分之百達到預設標準。但是如果能夠合理控制誤差,并且減少誤差帶來的影響,就可以切實提升施工的整體質量。通常情況下,如果施工產生了較大誤差,則首先要考慮預應力問題,需要考慮是否出現了預應力的大量損失或是管道堵塞,其次還要考慮是否存在掛籃彈性變形計算不準確和模板變形問題等。預應力孔道的灌漿通常采用的是真空輔助壓漿技術,需嚴格控制飽滿度,保證壓漿飽滿;同時應進行真空輔助壓漿的工藝試驗,制定合理的工藝操作流程。預應力鋼束封錨前,錨頭的槽孔應清理干凈,涂抹好阻銹劑。要想減小誤差,需要結合施工的具體情況進行調整,但是要盡量減小調整的幅度,幅度太小則效果不明顯,幅度太大又容易造成其他方面的問題。以本次研究的橋梁結構為例,如果是懸臂T梁結構,就需要考慮合龍過程中可能產生的問題,并且以此為基礎控制誤差。
4結語
綜上所述,作為目前橋梁建設中重要的結構類型之一,預應力混凝土連續剛構橋結合了剛構橋和連續梁橋二者的優勢,應用效果非常好。為了確保預應力混凝土連續剛構橋的施工質量,需要采取有針對性的施工質量控制措施,最終提升施工水平。
參考文獻:
[1]陳曉.預應力混凝土連續鋼構橋梁施工質量控制探析[J].黑龍江交通科技,2015(6):95-95.
[2]黃平,郭奉波.預應力混凝土連續鋼構橋施工要點[J].交通標準化,2014,42(16):129-132.
[3]張滿平,崔剛.灰色預測控制系統在大跨徑預應力混凝土連續剛構橋施工控制中的應用[J].公路交通科技(應用技術版),2012(6):121-126.
[4]張明臺.連續剛構橋梁施工控制分析[J].交通世界(工程技術),2014(3):158-159.
[5]趙顏光.預應力混凝土連續剛構組合梁橋懸臂澆筑施工工藝及關鍵控制技術[J].城市道橋與防洪,2012(7):249-251.
作者:徐文 徐叢 單位:1.江西省公路工程有限責任公司 2.江西省公路橋梁工程監理咨詢中心
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