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【摘要】本文主要基于施工控制的桥梁施工技术分析方法,探讨了施工控制约束下的桥梁施工技术思路, 在确保桥梁施工安全下, 通过分析现场施工出现的问题,并提出了相应的解决方案,以供从事相关工作的同行参考与借鉴。
【关键词】桥梁施工技术;质量控制;结构分析法
中图分类号: U445文献标识码:A
随着我国经济不断发展,高速公路的需求在逐年的增加,而桥梁建设则是公路建设中重要组成部分,因此,桥梁在大规模的建设,其工程涉及较多的桥梁专业性的施工技术,这技术的好坏会直接影响到整个工程的质量。
在桥梁施工中,应采取科学合理的施工技术, 保证在施工中的每一项技术达到标准水平,才能有效的避免施工中质量问题的发生,保证桥梁的质量。在桥梁施工中,必须认真分析桥梁工程建设中存在的质量问题,在施工中技术上必须精益求精,而对于质量的控制上,可以采用预测、自由及线形回归等控制分析方法。
1桥梁施工技术特点
随着桥梁建设的不断发展,在实地建设中,跨越大江、大河及沟壑等大跨度的桥梁建设比较多,如果还是使用之前那种传统的施工技术,这是远远不达建设要求的,所以在施工过程中,除了环境因素的影响外,还有复杂的内力与位移等其他因素的影响,在其技术要求上,施工技术和工艺都要求比较高[1]。目前,在施工中通常情况下使用了悬臂拼装施工法、 缆索吊机施工法以及其他多种自架体系施工方法。
之所以桥梁施工不同于其他工程项目的施工。比如在结构施工上难度很大,要求专业技术比较高,施工工艺也很复杂;工程涉及的内容多,技术的精准度要求高,混凝土的质量精度也要求很高。
除此,在施工过程中还要考虑很多因素。对施工方案的优化,各建设单位的参与,建材的运输和质量,施工噪音、环保等方面都必须做具体的分析测算,这样施工起来才不会影响施工的进展和工程的质量。
2.桥梁施工技术控制分析
在具体的梁桥施工中,要严格按照《公路桥涵施工技术规范》(JTG TF50-2011)、《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)、《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)等规范进行施工。一般的施工过程是:施工-监测-识别-调整-预告-施工等的循环过程,但是在实际操作上,难免出现误差,因此,在施工中要经常对各种误差进行分析、识别和调整,以确保达到标准化。
2.1分析方法在路桥施工中的应用
2.1.1预测控制法
对于桥梁的施工,特别是梁段浇筑,如果出现了误差,那是没有办法进行调整,所以在浇筑梁端的时候,应有提前做一个预测控制。要全面的考虑到各种因素影响桥梁结构,对结构的每一段施工(节段)形成前后进行预测,确保施工达到预期的标准。 当然,在具体的施工中,很大程度上很难避免有误差,但如果在施工中出现了误差,那么只有在下一个施工节段预测状态下进行改变。预测控制以现代控制论为理论基础, 其预测方法常见的有卡尔曼(Kalman)滤波法、 灰色理论等
2.1.2结构分析法
桥梁施工监控中的结构分析方法包括前进分析法、倒退分析法以及无应力状态法。 对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥,施工控制结构计算的方法采用线形回归分析法和前进分析法。
线形回归分析法是通过对悬臂箱梁挠度与悬臂长度、悬臂重量的一元线形回归处理或二元线形回归处理,总结建立挠度线形回归数学模型。它可以用于分析箱梁挠度变形的规律,也可以用于预测待施工梁段的挠度。 但它无法对温度和施工引起的误差进行修正,并且要求有较多有规律的数据才行,在梁段数比较少时所得到的回归曲线的精度难以保证。
为了计算出桥梁结构在成桥后的受力状态,只有根据实际结构的配筋情况和既定施工方案逐个阶段地进行计算,最终才能得到成桥结构的受力状态和变形情况。这种按施工阶段前后次序进行的结构分析方法称为前进分析法。前进分析法能够较好地模拟桥梁结构的实际施工历程。
2.1.3自适应控制
自适应研究的对象是具有一定程度不确定性的系统,面对客观上存在的各种不确定性,自适应控制系统能在其运行过程中,通过不断的测量系统的输入输出状态和性能参数,逐渐的了解和掌握对象,然后根据所得的过程信息,按一定的设计方法,做出控制决策去更新控制器的结构、参数或控制作用,以便在某种意义下使控制效果达到最优或最近状态。
2.2施工技术分析
2.2.1钢筋施工
在钢筋工程施工过程中, 应严格按照规范技术施工。在墩柱搭设完成后进行墩柱钢筋绑扎施工。
对钢筋的具体施工程序是:钢筋的加工统一的工棚下制作;加工完成后应进行编号统一堆放;运输到施工现场时要进行焊接或绑扎处理;钢筋绑扎要箍筋接头在四角错开,弯钩长度应确保满足设计及抗震要求,并将中心点误差控制在建设要求的长度以内。
2.2.2模板施工技术
模板工程施工:墩台身的结构应使用加工的大块组合特制定型钢板,用两块半圆组合而成,确保模板的每节高度合适规格;加工厂的加工制造,要求板面平整、尺寸精确且易于拆装,接缝处连接紧密,在多次使用之后不易变形;安装必须采用机械吊装的方式,对模板安装之前应进行尺寸检查,安装位置满足结构设计要求,同时还应确保安装牢固,防止对混凝土振捣时出现跑浆与漏浆现象。
2.2.3混凝土技术
混凝土浇注,应尽量减少工作缝的出现,确保接缝处严密、平整,并确保浇注后外观一致,在墩身、台身未达到终凝状态之前,避免泛水,在正式浇注时,应设置稳固的工作平台, 并使用混凝土输送泵进行浇注。
当距离过大时,可选择二次泵送的方式,在具体的浇注过程中,还应设置专人对支架、 模板、钢筋、锚杆螺栓等构件进行严格检查,确保位置与尺寸精确。同时还应确保混凝土配合比符合各个施工工艺的要求。
对混凝土的振捣,确保模板周围的混凝土饱满、密实并且表面光滑。
3桥梁施工质量控制策略
目前,公路桥梁工程施工的过程中,要涉及到很多技术面的知识,因此,在实际施工中某项技术把握不好,这对施工的进度或桥梁的质量都产生很大的影响,在无形中使施工的控制难度加大,使桥梁的质量隐患增多。
所以在桥梁施工中,应针对具体的施工情况,采取科学合理的施工技术控制策略,才能提高施工技术的水平,才有效的避免施工中出现质量问题。
3.1提高桥梁路基排水能力
水对路基的强度与稳定性产生重要影响, 很多路基病害都是由于水的侵蚀而产生的。因此,从不损害当地农田水利、保护环境的角度来考虑,必须加強桥梁的排水工作,以形成排水体系,并和地区的排水规划相协调。
挖基施工尽量安排在枯水或少雨季节进行。施工前按计划投入劳力、材料、机具,根据工程的施工期限、工地环境及地质情况,基坑拟用机械进行开挖,在机械开挖不到的部位由人工突击挖除,及时检验,随时进行基础浇筑。对埋置深度较大的基础,采取连续作业方法一气呵成。
3.2完善桥梁承台施工操作方案
桥台基坑开挖时使用降水方法效果十分明显。目前可操作性最强的方法是轻型井点降水方式。同时, 应有一套完善的后备辅助方案, 在第一套方案施行出现难度时能及时使用辅助方案,从而提高施工效率,保证施工进程不被延误。
在承台施工过程中应按照先开挖基坑、 浇筑垫层, 然后制作承台钢筋和模版, 最后浇筑混凝土的流程进行。梁体自身往往存在着一定程度的尺寸误差,同时预制混凝土有薄厚不均和摆放错位等现象。
3.3解决梁体裂缝的造成危害
裂缝对桥梁造成的危害很多, 应采取相应的施工技术和质量管理措施来加以解决。 首先,要确保混凝土的质量,其中水泥的质量尤为重要,要保证其必须是低热水泥;其次,精心设计混凝土的强度等级及抗渗等级,同时结合工程实际针对设计的相关参数进行科学的调整;浇筑混凝土时要尽量一次成型,做好养护工作,及时采取针对性的措施严防裂缝的出现; 最后, 结合实际采取切实有效的措施修补已经出现的裂缝。
3.4处理桥梁结构方面的技术措施
桥梁结构方面出现问题主要是因为设计不当造成的,因此施工企业应保证桥梁结构及各种施工图设计的科学性和可操作性。最好是聘请具有专业资质的机构进行设计,并与其加强沟通和交流, 出现问题时一起研究解决, 确保在桥梁结构的施工过程中有先进的技术支撑, 然后严格按照设计要求进行施工。
3.5提高接缝面的施工技术
接缝桥面必须平整,如果处理不当会出现跳车现象,使行车安全受到影响。主要应做好以下几个方面:第一, 改进和应用先进伸缩装置;第二,尽量减少接缝数量,多应用连续性结构; 第三,做好桥梁结构的防排水工作,铺装防水层;第四,在连接桥头地基、路基的位置尽量避免设置伸缩缝装置;第五,采用整体式无伸缩缝装置桥梁结构,可以从根本上解决其带来的隐患。
参考文献
[1]刘龄嘉主编.桥梁工程[M].人民交通出版社.2006
[2]朱晓明.桥梁施工技术现状及发展趋势[J].中国新技术新产品.2011(06)
[3]吴世锋.试论高速公路桥梁施工技术[J].北方交通.2013(02)
[4]林杨.加强桥梁施工技术措施分析[J].科技创新与应用.2013(32)
[5]路鹏.路桥施工裂缝处理技术分析[J].中国高新技术企业.2013(32)
[6]李元洪.论如何提高公路桥梁施工的技术质量[J].中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(11)
【关键词】桥梁施工技术;质量控制;结构分析法
中图分类号: U445文献标识码:A
随着我国经济不断发展,高速公路的需求在逐年的增加,而桥梁建设则是公路建设中重要组成部分,因此,桥梁在大规模的建设,其工程涉及较多的桥梁专业性的施工技术,这技术的好坏会直接影响到整个工程的质量。
在桥梁施工中,应采取科学合理的施工技术, 保证在施工中的每一项技术达到标准水平,才能有效的避免施工中质量问题的发生,保证桥梁的质量。在桥梁施工中,必须认真分析桥梁工程建设中存在的质量问题,在施工中技术上必须精益求精,而对于质量的控制上,可以采用预测、自由及线形回归等控制分析方法。
1桥梁施工技术特点
随着桥梁建设的不断发展,在实地建设中,跨越大江、大河及沟壑等大跨度的桥梁建设比较多,如果还是使用之前那种传统的施工技术,这是远远不达建设要求的,所以在施工过程中,除了环境因素的影响外,还有复杂的内力与位移等其他因素的影响,在其技术要求上,施工技术和工艺都要求比较高[1]。目前,在施工中通常情况下使用了悬臂拼装施工法、 缆索吊机施工法以及其他多种自架体系施工方法。
之所以桥梁施工不同于其他工程项目的施工。比如在结构施工上难度很大,要求专业技术比较高,施工工艺也很复杂;工程涉及的内容多,技术的精准度要求高,混凝土的质量精度也要求很高。
除此,在施工过程中还要考虑很多因素。对施工方案的优化,各建设单位的参与,建材的运输和质量,施工噪音、环保等方面都必须做具体的分析测算,这样施工起来才不会影响施工的进展和工程的质量。
2.桥梁施工技术控制分析
在具体的梁桥施工中,要严格按照《公路桥涵施工技术规范》(JTG TF50-2011)、《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)、《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)等规范进行施工。一般的施工过程是:施工-监测-识别-调整-预告-施工等的循环过程,但是在实际操作上,难免出现误差,因此,在施工中要经常对各种误差进行分析、识别和调整,以确保达到标准化。
2.1分析方法在路桥施工中的应用
2.1.1预测控制法
对于桥梁的施工,特别是梁段浇筑,如果出现了误差,那是没有办法进行调整,所以在浇筑梁端的时候,应有提前做一个预测控制。要全面的考虑到各种因素影响桥梁结构,对结构的每一段施工(节段)形成前后进行预测,确保施工达到预期的标准。 当然,在具体的施工中,很大程度上很难避免有误差,但如果在施工中出现了误差,那么只有在下一个施工节段预测状态下进行改变。预测控制以现代控制论为理论基础, 其预测方法常见的有卡尔曼(Kalman)滤波法、 灰色理论等
2.1.2结构分析法
桥梁施工监控中的结构分析方法包括前进分析法、倒退分析法以及无应力状态法。 对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥,施工控制结构计算的方法采用线形回归分析法和前进分析法。
线形回归分析法是通过对悬臂箱梁挠度与悬臂长度、悬臂重量的一元线形回归处理或二元线形回归处理,总结建立挠度线形回归数学模型。它可以用于分析箱梁挠度变形的规律,也可以用于预测待施工梁段的挠度。 但它无法对温度和施工引起的误差进行修正,并且要求有较多有规律的数据才行,在梁段数比较少时所得到的回归曲线的精度难以保证。
为了计算出桥梁结构在成桥后的受力状态,只有根据实际结构的配筋情况和既定施工方案逐个阶段地进行计算,最终才能得到成桥结构的受力状态和变形情况。这种按施工阶段前后次序进行的结构分析方法称为前进分析法。前进分析法能够较好地模拟桥梁结构的实际施工历程。
2.1.3自适应控制
自适应研究的对象是具有一定程度不确定性的系统,面对客观上存在的各种不确定性,自适应控制系统能在其运行过程中,通过不断的测量系统的输入输出状态和性能参数,逐渐的了解和掌握对象,然后根据所得的过程信息,按一定的设计方法,做出控制决策去更新控制器的结构、参数或控制作用,以便在某种意义下使控制效果达到最优或最近状态。
2.2施工技术分析
2.2.1钢筋施工
在钢筋工程施工过程中, 应严格按照规范技术施工。在墩柱搭设完成后进行墩柱钢筋绑扎施工。
对钢筋的具体施工程序是:钢筋的加工统一的工棚下制作;加工完成后应进行编号统一堆放;运输到施工现场时要进行焊接或绑扎处理;钢筋绑扎要箍筋接头在四角错开,弯钩长度应确保满足设计及抗震要求,并将中心点误差控制在建设要求的长度以内。
2.2.2模板施工技术
模板工程施工:墩台身的结构应使用加工的大块组合特制定型钢板,用两块半圆组合而成,确保模板的每节高度合适规格;加工厂的加工制造,要求板面平整、尺寸精确且易于拆装,接缝处连接紧密,在多次使用之后不易变形;安装必须采用机械吊装的方式,对模板安装之前应进行尺寸检查,安装位置满足结构设计要求,同时还应确保安装牢固,防止对混凝土振捣时出现跑浆与漏浆现象。
2.2.3混凝土技术
混凝土浇注,应尽量减少工作缝的出现,确保接缝处严密、平整,并确保浇注后外观一致,在墩身、台身未达到终凝状态之前,避免泛水,在正式浇注时,应设置稳固的工作平台, 并使用混凝土输送泵进行浇注。
当距离过大时,可选择二次泵送的方式,在具体的浇注过程中,还应设置专人对支架、 模板、钢筋、锚杆螺栓等构件进行严格检查,确保位置与尺寸精确。同时还应确保混凝土配合比符合各个施工工艺的要求。
对混凝土的振捣,确保模板周围的混凝土饱满、密实并且表面光滑。
3桥梁施工质量控制策略
目前,公路桥梁工程施工的过程中,要涉及到很多技术面的知识,因此,在实际施工中某项技术把握不好,这对施工的进度或桥梁的质量都产生很大的影响,在无形中使施工的控制难度加大,使桥梁的质量隐患增多。
所以在桥梁施工中,应针对具体的施工情况,采取科学合理的施工技术控制策略,才能提高施工技术的水平,才有效的避免施工中出现质量问题。
3.1提高桥梁路基排水能力
水对路基的强度与稳定性产生重要影响, 很多路基病害都是由于水的侵蚀而产生的。因此,从不损害当地农田水利、保护环境的角度来考虑,必须加強桥梁的排水工作,以形成排水体系,并和地区的排水规划相协调。
挖基施工尽量安排在枯水或少雨季节进行。施工前按计划投入劳力、材料、机具,根据工程的施工期限、工地环境及地质情况,基坑拟用机械进行开挖,在机械开挖不到的部位由人工突击挖除,及时检验,随时进行基础浇筑。对埋置深度较大的基础,采取连续作业方法一气呵成。
3.2完善桥梁承台施工操作方案
桥台基坑开挖时使用降水方法效果十分明显。目前可操作性最强的方法是轻型井点降水方式。同时, 应有一套完善的后备辅助方案, 在第一套方案施行出现难度时能及时使用辅助方案,从而提高施工效率,保证施工进程不被延误。
在承台施工过程中应按照先开挖基坑、 浇筑垫层, 然后制作承台钢筋和模版, 最后浇筑混凝土的流程进行。梁体自身往往存在着一定程度的尺寸误差,同时预制混凝土有薄厚不均和摆放错位等现象。
3.3解决梁体裂缝的造成危害
裂缝对桥梁造成的危害很多, 应采取相应的施工技术和质量管理措施来加以解决。 首先,要确保混凝土的质量,其中水泥的质量尤为重要,要保证其必须是低热水泥;其次,精心设计混凝土的强度等级及抗渗等级,同时结合工程实际针对设计的相关参数进行科学的调整;浇筑混凝土时要尽量一次成型,做好养护工作,及时采取针对性的措施严防裂缝的出现; 最后, 结合实际采取切实有效的措施修补已经出现的裂缝。
3.4处理桥梁结构方面的技术措施
桥梁结构方面出现问题主要是因为设计不当造成的,因此施工企业应保证桥梁结构及各种施工图设计的科学性和可操作性。最好是聘请具有专业资质的机构进行设计,并与其加强沟通和交流, 出现问题时一起研究解决, 确保在桥梁结构的施工过程中有先进的技术支撑, 然后严格按照设计要求进行施工。
3.5提高接缝面的施工技术
接缝桥面必须平整,如果处理不当会出现跳车现象,使行车安全受到影响。主要应做好以下几个方面:第一, 改进和应用先进伸缩装置;第二,尽量减少接缝数量,多应用连续性结构; 第三,做好桥梁结构的防排水工作,铺装防水层;第四,在连接桥头地基、路基的位置尽量避免设置伸缩缝装置;第五,采用整体式无伸缩缝装置桥梁结构,可以从根本上解决其带来的隐患。
参考文献
[1]刘龄嘉主编.桥梁工程[M].人民交通出版社.2006
[2]朱晓明.桥梁施工技术现状及发展趋势[J].中国新技术新产品.2011(06)
[3]吴世锋.试论高速公路桥梁施工技术[J].北方交通.2013(02)
[4]林杨.加强桥梁施工技术措施分析[J].科技创新与应用.2013(32)
[5]路鹏.路桥施工裂缝处理技术分析[J].中国高新技术企业.2013(32)
[6]李元洪.论如何提高公路桥梁施工的技术质量[J].中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(11)