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摘要:本文主要对高铁连续梁施工特点以及施工方法进行分析,对其中的问题进行探讨,力求不断分析当前高铁连续梁桥施工技术控制。
关键词:高铁连续梁桥;施工控制;问题
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
近年来,随着经济的不断发展,桥梁工程数量逐渐增多,因为预应力混凝土连续桥梁的跨越能力比较大,并且施工方法灵活多变,而且适应性与结构的刚度都比较强,外形美观,所以目前已经在我国大部分工程当中得以应用。但是我国该方面依旧技术落后,管理较多漏洞等等问题。本文将对预应力混凝土连续桥梁施工控制方式进行简要分析。
1、连续梁桥施工控制的目的
在预应力混凝土连续梁桥施工过程中,施工控制就是根据监测施工现场而得到的数据进行分析,并且计算出悬臂的高度,这样就可以在一定程度上消除一些人工带来的误差,也可以对误差进行分析,以便减小失误,从而确保桥梁建成后有较好的线形,以保证桥梁的平稳。同时,在施工现场对桥梁施工进行监测,并对桥梁各个方面的数据进行研究分析,发现可能存在的问题,找出解决方法。桥梁设计时,应对其模型进行不断修正,不能让任何数据超出限制。
2、影响施工控制中的因素
连续梁桥施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态(线形与受力)相吻合。要实现上述目标,就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的所有因素,以便对施工实施有的放矢的有效控制。
2.1、结构参数
不论何种桥梁的施工控制,结构参数都是必须考虑的重要因素,结构参数是控制中的结构施工模拟分析的基本资料,其准确性直接影响分析结果的准确性。事实上,实际桥梁结构参数一般很难与设计所用的结构参数完全吻合,总是存在一定的误差,施工控制中如何恰当地记入这些误差,使结构参数尽量接近桥梁的真实结构参数,是首先需要解决的问题。结构参数主要包括结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载、预加应力或索力等内容。
2.2、施工工艺
施工控制是为施工服务的,反过来,施工的好坏又直接影响控制目标的实现。除要求施工工艺必须符合控制要求外,在施工控制中必须计入施工条件非理想化带来的构件制作、安装等方面的误差,使施工状态保持在控制中。
2.3、施工监测
监测是桥梁施工控制的最基本手段之一。监测包括应力监测、变形监测等。因测量仪器、仪器安装、测量方法、数据采集、环境情况等存在误差,所以,结构监测总是存在误差的。在控制过程中,除要从测量设备、方法上尽量设法减小测量误差外,在进行控制分析时必须将其计入。
3、施工控制方法
3.1、施工控制的实质
是按照施工前设计好的施工方案完整地、理想地进行施工,但是并不是所有的施工过程都能按理想的设计状况进行,施工时可能会产生或多或少的问题。基于此,必须加强对施工过程中的监控及时对施工过程中产生的误差进行分析,研究出解决的办法。一般来说,施工过程中的监控方法包括预测控制法、自适应控制法和线形回归分析法。预测控制法主要是对桥梁作出预测,预测桥梁各个梁段的承重限度和整个桥梁建成后的效果,并对桥梁的内力进行分析计算,尽可能地最大程度利用桥梁。这种方法还要考虑到桥梁整体结构的状态,并且估计桥梁建成后的情况与预计目标是否相符合。当然,预测的结果可能与实际情况不符合,其中会存在一定的误差,有些误差可能对桥梁的影响较小,可以暂时忽略,但是若存在较大的误差,则必须究其原因并妥善解决。自适应控制主要是对桥梁的各种性能参数进行控制,即对桥梁参数实施及时的控制,保证桥梁的安全系数稳定。如果监控数据与正常数据有差别,则要深入进行监控及整改。线形回归分析法主要是对梁挠度、悬臂长度等进行线性处理,通过分析梁的某些性能之间的关系对施工进行监控,这样可以通过监控画出来的线性图直观地看出施工过程中出现的误差。
3.2、提升连续桥梁施工控制的方式
3.2.1、结构参数
属于施工过程当中进行结构施工模拟的基础性资料,结构参数正确与否,将直接影响到最终的结果。结构参数主要包含了构件截面尺寸、材料的弹性模量以及材料的容量。这三点当中,材料容量属于结构内力产生形变的一个最为关键的因素,所以在施工控制过程当中要考虑到实际的容量以及设计取值二者之间有可能会产生的差距,这一点在混凝土材料当中最为常见。
3.2.2、施工控制
工作最基本的属性就是要为施工服务,与此同时,工程施工质量好坏也会直接对控制目标产生影响。不仅要保证施工工艺的实用性,而且在施工控制的那个中也要加入非理想化的条件,考虑到安装上的误差,让实际施工状态始终在控制人员的计划之内。
3.2.3、模板施工
底模板铺设为便于施工,底模采用δ=18mm优质光面竹胶板,竹胶板尺寸采用122cm×244cm,背带采用10×10cm方木,竹胶板分块拼装,与分布木方固定。设横向拉杆,用于加固侧模。底模接縫要保证平顺,在模板底加设木楔来消除相邻模板的高差。模板钉装完成后用液体玻璃胶水填塞模板接缝,防止混凝土浇筑中漏浆。采用人工为主、机械配合的方式进行铺设。底模标高需在设计标高的基础上预留10mm沉降量,梁端(墩顶部分)预留5mm的沉降量。
墩顶处底模板铺设为了便于拆除墩位处的模板,可视情况在支座安装完成后,在支座四周铺设一层10*10木方加楔。
侧模、肋模及顶板模板的制作与安装在钢筋绑扎前首先在底模上放线。箱梁的外侧模板用镜面竹夹板,利用挑檐支架安装带支架的侧模板。首先,根据设计给出的箱梁尺寸高度、宽度与坡度,搭设出挑檐支架。施工时,挑檐支架亦采用钢管架。外侧模进行分段制作。外侧模板利用支架进行反撑,斜拉杆与水平面的夹角不大于60°,内侧模板制安采用分段制作,分段吊装,内外模板应按一定的间距加设拉杆。为了拆除模板,在箱梁顶板处安装顶板时,每个箱室应预留人孔长1500mm*宽2000mm,以便拆除模板。拆除模板后,按要求再浇筑人孔混凝土。模板加工时注意各预留孔洞的位置需预留准确。
3.2.4、在实际施工过程当中,温度是对主梁挠度产生影响的一个最为主要的因素,温度变化主要分为两点。第一点为季节性的温度变化,第二点是日照温度变化。其中日照温度变化比较复杂,在全日照的作用之下,主梁顶以及底板存在较大的温度差,这一温度差会直接让主梁产生挠曲,与此同时,如果存在上述情况,也会导致墩身的两侧产生比较大的温度差,进而让墩身发生偏移。季节性温度差对主梁产生的影响相对于日照来说比较简单,因为季节性变化具有一定的均匀性,所以主梁不会产生挠曲,墩身也不会出现偏转的情况,其主要影响是墩身位置会产生轴向伸缩,这一伸缩会直接影响到主梁的挠度。因为日照温度的比较复杂,所以只有通过实际观测的方式才可以对其进行修正。在进行日照温差测试的时候,通常情况下可以在测量点埋设铂电阻,通过该电阻引出导线,导线引出之后使用温度测试仪器对其进行观测,相关工作人员需要明确日照方面的变化情况。在进行季节温差采集的时候,需要将每一个节段的施工温度输入到计算机系统中,进而分析出季节性温差对挠度方面产生的影响。
3.2.5、在施工过程中必须要对参数进行现场测定。主要包含建筑材料在力学方面的指标检测,检测混凝土、钢筋以及钢绞线等施工常用材料。对混凝土进行检测时,要检查混凝土的强度、徐变参数等。对钢筋进行检测时,要检测钢筋的极限强度以及相应的弹性模量。对钢绞线进行测量时要测量钢绞线的松弛度以及基线强度,保证施工材料可以满足工程需要。对应力进行观测时,首先要对箱梁进行测量,测量出的数据可以帮助后续参数调整工作的顺利开展。
3.3、混凝土振捣存在漏洞
针对施工过程中梁体表面的砂眼、蜂窝、麻面等质量缺陷,经认真分析,找出了问题发生的主要原因———混凝土振捣存在一定问题。混凝土振捣时,每次分层厚度较大,振捣棒的作用半径控制太大,浇筑速度过快,振捣速度滞后于浇筑速度,混凝土拌合质量也有一定的影响。通过分析找出了存在问题的根源,并提出了相应的解决办法:混凝土浇筑时严格控制浇筑速度,随浇筑、随振捣,避免漏振;分层厚度严格控制在30cm内,避免因厚度过大影响振捣质量;严格根据振捣棒作用半径进行梅花形振捣,并形成闭合,避免漏振;在靠近模板、预应力管道、边角位置、钢筋密集部位要严格控制好振捣棒位置,避免对模板、预应力管道、钢筋等造成碰撞,并不得在同一位置过振;严格控制混凝土质量,保证混凝土具有良好的流动性和和易性。
4、结语
主要讨论了影响大跨度连续梁桥施工控制的因素、施工控制的任务与工作内容以及施工控制的方法。当前我国需要深入研究桥梁施工控制理论,研制更加合理、实用的控制软件以及更加方便、精确的监测设备,建立完善的桥梁施工控制技术系统和组织管理系统是今后桥梁建设事业发展迫切需要进行的工作。
参考文献:
[1]秦耕.对预应力混凝土连续梁桥施工控制技术若干问题的研究[D].西安建筑科技大学,2009.
[2]周雄.沪杭高铁连续梁桥施工控制若干问题研究[D].武汉理工大学,2011.
[3]王建业.高铁连续梁施工控制及神经网络方法的应用[D].重庆大学,2012.
[4]邹京,柳邵波,谢明亮.大跨度连续梁桥施工控制的若干问题[J].中国高新技术企业,2010,21:171-172.
关键词:高铁连续梁桥;施工控制;问题
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
近年来,随着经济的不断发展,桥梁工程数量逐渐增多,因为预应力混凝土连续桥梁的跨越能力比较大,并且施工方法灵活多变,而且适应性与结构的刚度都比较强,外形美观,所以目前已经在我国大部分工程当中得以应用。但是我国该方面依旧技术落后,管理较多漏洞等等问题。本文将对预应力混凝土连续桥梁施工控制方式进行简要分析。
1、连续梁桥施工控制的目的
在预应力混凝土连续梁桥施工过程中,施工控制就是根据监测施工现场而得到的数据进行分析,并且计算出悬臂的高度,这样就可以在一定程度上消除一些人工带来的误差,也可以对误差进行分析,以便减小失误,从而确保桥梁建成后有较好的线形,以保证桥梁的平稳。同时,在施工现场对桥梁施工进行监测,并对桥梁各个方面的数据进行研究分析,发现可能存在的问题,找出解决方法。桥梁设计时,应对其模型进行不断修正,不能让任何数据超出限制。
2、影响施工控制中的因素
连续梁桥施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态(线形与受力)相吻合。要实现上述目标,就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的所有因素,以便对施工实施有的放矢的有效控制。
2.1、结构参数
不论何种桥梁的施工控制,结构参数都是必须考虑的重要因素,结构参数是控制中的结构施工模拟分析的基本资料,其准确性直接影响分析结果的准确性。事实上,实际桥梁结构参数一般很难与设计所用的结构参数完全吻合,总是存在一定的误差,施工控制中如何恰当地记入这些误差,使结构参数尽量接近桥梁的真实结构参数,是首先需要解决的问题。结构参数主要包括结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载、预加应力或索力等内容。
2.2、施工工艺
施工控制是为施工服务的,反过来,施工的好坏又直接影响控制目标的实现。除要求施工工艺必须符合控制要求外,在施工控制中必须计入施工条件非理想化带来的构件制作、安装等方面的误差,使施工状态保持在控制中。
2.3、施工监测
监测是桥梁施工控制的最基本手段之一。监测包括应力监测、变形监测等。因测量仪器、仪器安装、测量方法、数据采集、环境情况等存在误差,所以,结构监测总是存在误差的。在控制过程中,除要从测量设备、方法上尽量设法减小测量误差外,在进行控制分析时必须将其计入。
3、施工控制方法
3.1、施工控制的实质
是按照施工前设计好的施工方案完整地、理想地进行施工,但是并不是所有的施工过程都能按理想的设计状况进行,施工时可能会产生或多或少的问题。基于此,必须加强对施工过程中的监控及时对施工过程中产生的误差进行分析,研究出解决的办法。一般来说,施工过程中的监控方法包括预测控制法、自适应控制法和线形回归分析法。预测控制法主要是对桥梁作出预测,预测桥梁各个梁段的承重限度和整个桥梁建成后的效果,并对桥梁的内力进行分析计算,尽可能地最大程度利用桥梁。这种方法还要考虑到桥梁整体结构的状态,并且估计桥梁建成后的情况与预计目标是否相符合。当然,预测的结果可能与实际情况不符合,其中会存在一定的误差,有些误差可能对桥梁的影响较小,可以暂时忽略,但是若存在较大的误差,则必须究其原因并妥善解决。自适应控制主要是对桥梁的各种性能参数进行控制,即对桥梁参数实施及时的控制,保证桥梁的安全系数稳定。如果监控数据与正常数据有差别,则要深入进行监控及整改。线形回归分析法主要是对梁挠度、悬臂长度等进行线性处理,通过分析梁的某些性能之间的关系对施工进行监控,这样可以通过监控画出来的线性图直观地看出施工过程中出现的误差。
3.2、提升连续桥梁施工控制的方式
3.2.1、结构参数
属于施工过程当中进行结构施工模拟的基础性资料,结构参数正确与否,将直接影响到最终的结果。结构参数主要包含了构件截面尺寸、材料的弹性模量以及材料的容量。这三点当中,材料容量属于结构内力产生形变的一个最为关键的因素,所以在施工控制过程当中要考虑到实际的容量以及设计取值二者之间有可能会产生的差距,这一点在混凝土材料当中最为常见。
3.2.2、施工控制
工作最基本的属性就是要为施工服务,与此同时,工程施工质量好坏也会直接对控制目标产生影响。不仅要保证施工工艺的实用性,而且在施工控制的那个中也要加入非理想化的条件,考虑到安装上的误差,让实际施工状态始终在控制人员的计划之内。
3.2.3、模板施工
底模板铺设为便于施工,底模采用δ=18mm优质光面竹胶板,竹胶板尺寸采用122cm×244cm,背带采用10×10cm方木,竹胶板分块拼装,与分布木方固定。设横向拉杆,用于加固侧模。底模接縫要保证平顺,在模板底加设木楔来消除相邻模板的高差。模板钉装完成后用液体玻璃胶水填塞模板接缝,防止混凝土浇筑中漏浆。采用人工为主、机械配合的方式进行铺设。底模标高需在设计标高的基础上预留10mm沉降量,梁端(墩顶部分)预留5mm的沉降量。
墩顶处底模板铺设为了便于拆除墩位处的模板,可视情况在支座安装完成后,在支座四周铺设一层10*10木方加楔。
侧模、肋模及顶板模板的制作与安装在钢筋绑扎前首先在底模上放线。箱梁的外侧模板用镜面竹夹板,利用挑檐支架安装带支架的侧模板。首先,根据设计给出的箱梁尺寸高度、宽度与坡度,搭设出挑檐支架。施工时,挑檐支架亦采用钢管架。外侧模进行分段制作。外侧模板利用支架进行反撑,斜拉杆与水平面的夹角不大于60°,内侧模板制安采用分段制作,分段吊装,内外模板应按一定的间距加设拉杆。为了拆除模板,在箱梁顶板处安装顶板时,每个箱室应预留人孔长1500mm*宽2000mm,以便拆除模板。拆除模板后,按要求再浇筑人孔混凝土。模板加工时注意各预留孔洞的位置需预留准确。
3.2.4、在实际施工过程当中,温度是对主梁挠度产生影响的一个最为主要的因素,温度变化主要分为两点。第一点为季节性的温度变化,第二点是日照温度变化。其中日照温度变化比较复杂,在全日照的作用之下,主梁顶以及底板存在较大的温度差,这一温度差会直接让主梁产生挠曲,与此同时,如果存在上述情况,也会导致墩身的两侧产生比较大的温度差,进而让墩身发生偏移。季节性温度差对主梁产生的影响相对于日照来说比较简单,因为季节性变化具有一定的均匀性,所以主梁不会产生挠曲,墩身也不会出现偏转的情况,其主要影响是墩身位置会产生轴向伸缩,这一伸缩会直接影响到主梁的挠度。因为日照温度的比较复杂,所以只有通过实际观测的方式才可以对其进行修正。在进行日照温差测试的时候,通常情况下可以在测量点埋设铂电阻,通过该电阻引出导线,导线引出之后使用温度测试仪器对其进行观测,相关工作人员需要明确日照方面的变化情况。在进行季节温差采集的时候,需要将每一个节段的施工温度输入到计算机系统中,进而分析出季节性温差对挠度方面产生的影响。
3.2.5、在施工过程中必须要对参数进行现场测定。主要包含建筑材料在力学方面的指标检测,检测混凝土、钢筋以及钢绞线等施工常用材料。对混凝土进行检测时,要检查混凝土的强度、徐变参数等。对钢筋进行检测时,要检测钢筋的极限强度以及相应的弹性模量。对钢绞线进行测量时要测量钢绞线的松弛度以及基线强度,保证施工材料可以满足工程需要。对应力进行观测时,首先要对箱梁进行测量,测量出的数据可以帮助后续参数调整工作的顺利开展。
3.3、混凝土振捣存在漏洞
针对施工过程中梁体表面的砂眼、蜂窝、麻面等质量缺陷,经认真分析,找出了问题发生的主要原因———混凝土振捣存在一定问题。混凝土振捣时,每次分层厚度较大,振捣棒的作用半径控制太大,浇筑速度过快,振捣速度滞后于浇筑速度,混凝土拌合质量也有一定的影响。通过分析找出了存在问题的根源,并提出了相应的解决办法:混凝土浇筑时严格控制浇筑速度,随浇筑、随振捣,避免漏振;分层厚度严格控制在30cm内,避免因厚度过大影响振捣质量;严格根据振捣棒作用半径进行梅花形振捣,并形成闭合,避免漏振;在靠近模板、预应力管道、边角位置、钢筋密集部位要严格控制好振捣棒位置,避免对模板、预应力管道、钢筋等造成碰撞,并不得在同一位置过振;严格控制混凝土质量,保证混凝土具有良好的流动性和和易性。
4、结语
主要讨论了影响大跨度连续梁桥施工控制的因素、施工控制的任务与工作内容以及施工控制的方法。当前我国需要深入研究桥梁施工控制理论,研制更加合理、实用的控制软件以及更加方便、精确的监测设备,建立完善的桥梁施工控制技术系统和组织管理系统是今后桥梁建设事业发展迫切需要进行的工作。
参考文献:
[1]秦耕.对预应力混凝土连续梁桥施工控制技术若干问题的研究[D].西安建筑科技大学,2009.
[2]周雄.沪杭高铁连续梁桥施工控制若干问题研究[D].武汉理工大学,2011.
[3]王建业.高铁连续梁施工控制及神经网络方法的应用[D].重庆大学,2012.
[4]邹京,柳邵波,谢明亮.大跨度连续梁桥施工控制的若干问题[J].中国高新技术企业,2010,21:171-172.