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【摘 要】 桥梁工程中有一种连续刚构类型的桥梁,由于其具有的特性,如今在桥梁工程中得到了越来越广泛的应用。本文针对连续钢构桥的施工质量控制进行了阐述。
【关键词】 连续刚构桥梁;施工质量;控制
预应力混凝土连续刚构桥具有行车舒适、施工简便、造价经济、外形美观、结构刚度大、跨越能力大、受力合理等诸多优点,尤其适合于跨越深谷、大河、急流的桥位,因而在实际工程中得到广泛的应用。但施工过程中一定要做好施工技术控制工作,以保证大桥顺利合拢,保证结构的受力合理和线形平顺,确保结构的安全和稳定。
1.连续刚构桥特点
连续刚构桥是墩梁固接的连续梁桥。连续刚构桥也分跨中带铰和跨中无铰两种类型,两者一般均采用变高度梁。高墩的柔度可以适应结构由预加力、混凝上收缩徐变和温度变化所引起的纵向位移。连续刚构桥结构为多次超静定结构,混凝上收缩、徐变、温度变化,预应力作用、墩台不均匀沉降等引起的附加内力对结构的影响较大,但同时这种桥具有结构整体性好、抗震性能优越、抗扭潜力大、结构受力合理、桥型简洁明快等优点。
连续刚构也具有特定的适用条件:虽为墩梁固结的多次超静定刚架结构,但设计目标是使其结构行为接近连续梁,所以跨度不宜太小、连续孔跨不宜太多、桥墩不宜太矮、总桥长不宜太长;大跨径混凝土梁桥主要缺点是自重大,其承载能力绝大部分用于克服自重。
2.连续刚构桥梁施工控制的特点及其主要内容
众所周知,桥梁工程的施工控制最主要的就是要对其质量进行严格的控制和管理,最基本的要求就是要保证在桥梁工程的施工过程中,其安全性以及结构上要符合规范和标准,主要是在其结构的线形和结构的恒载内力要符合相关的设计要求。
连续刚构桥梁施工控制的特点是根据桥梁自身的结构特点来判断和决定的,对于连续刚构桥梁的施工来说,其通常情况下是采用悬臂方法来进行施工,并且是悬臂分节段地来进行工程的施工,属于自架设的结构体系桥梁,连续刚构桥梁在设计工作完成后的成桥状态,是其施工控制所要达到的一个目标,而要达到这个目标,就必须要经过一个非常复杂的施工控制过程,这一施工控制过程包括对桥梁的主墩进行施工控制、对桥梁的主梁悬臂分节段地进行施工控制以及桥梁合龙段进行施工控制,其施工控制要经历一系列的施工阶段。
对于连续刚构桥梁的施工来说,其包括了各个不同的施工阶段,这些施工阶段是一个系统而连续的施工体系,其前期的施工控制的结果和成效对后期阶段的施工控制结果及成效有着直接性的影响,而且由于受到连续刚构桥自身具备的特点以及其他外部因素的影响和制约,使得在工程的施工控制阶段很难对工程的具体施工情况进行充分的了解和把握,因此,连续刚构桥梁的施工控制工作除了要对工程施工的全过程进行跟踪监测管理外,还需要在跟踪监测管理这一过程中及时地发现并解决问题,另外,对于将要进行施工的各个阶段和各个施工状态以及对工程施工的参数进行准确、科学、合理的预报是非常重要的,因此必须做好这方面的工作。连續刚构桥梁施工控制的主要内容主要包括:要确定施工控制的方法和建立一套科学、合理、完善的施工控制系统;要对施工控制的过程和阶段进行科学合理的分析;要进行施工监测(包括数据监测、质量监测、成本监测、进度监测等方面)以及信息的反馈;要严格地实施施工控制这一工作。
3.连续刚构桥梁施工中的质量控制
3.1对于跨中挠度过大的问题,可以适当增加梁的高度,即在建造期通过设置预拱度来抵消桥梁长期下挠变形,增加底板预应力,在中跨底板适当设置体外备用钢束,延长混凝土加载龄期,施工时候要避免竖向接缝的存在,可以将接缝打斜。
3.2针对连接刚构桥冻结过程中混凝土开裂的情况,可以通过箱梁下缘曲线改良,改善预应力筋的布置,要求在施工时严格按照横、竖向预应力张拉顺序进行张拉。改善永存预应力分布状态可以通过“滞后张拉”的方式,使得张拉的预应力筋离节段断部有足够的段距离。为保证混凝土永存预应力均与分布减少偏差,纵向预应力索在每个节段都下弯,减小应力。在中跨及悬臂中部设置横隔板以提高箱梁畸变刚度,控制合理的温度避免非线性温差使上缘出现较大拉应力而产生箱梁开裂。此外,对于施工过程中材料,工程机械,建筑材料等需要严格控制,还应加强完工后控制裂缝的措施,应尽量避免超载。加强对腹板混凝土的约束,增强腹板抗剪承载能力和刚度,采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板、钢筋或玻璃钢等。
3.3针对墩顶0#梁段出现的问题,横隔板的厚度不宜太厚,厚度应尽量能与顶板、腹板的刚度匹配,竖向预应力至墩顶以下5--10m,底板钢筋使得受力均匀;在箱梁0#梁段的内、外主筋的表而设置防裂钢筋网片,加入抗混凝土开裂的纤维或钢纤维,以提高结构的抗裂性。
3.4对于桥墩墩身裂缝的问题,在连续刚构桥设计中尚应在主筋的外表设置防裂钢筋网片,同时在混凝土中加入一定的抗裂防水膨胀剂。
3.5应力控制。须对关键截面的受力情况进行应力监控,该关键截面是通过结构分析所确定的,当应力超过一定范围时应发出安全预警以采取处置措施确保结构安全。将现场实测值和理论计算值相比较,并适当调整设计参数修正计算模型,以实现应力控制。通常采用钢弦式应力计和钢筋式应力计来检测应变,以此来实现应力检测,并在应力计附近埋置温度感应计,根据混凝土体内温度效定应力对温差的影响异变情况,为减小温度的影响,可在早晨进行观测,以便最大限度减小温度引起的误差。
3.6施工挠度的控制是连续刚构桥悬臂梁施工质量控制的关键,控制相关的指标才能使得箱梁标高符合设计和规范,顺利的合拢。施工挠度控制是细致的工作,计算桥梁建筑过程中挂蓝、模板重量、硷浇筑数量,与施工放样、硷施工质量、预应力管道安装质量有密切关系。
3.7高程线形控制。可采用自适应控制法、卡尔曼滤波法及人工网络神经等方法来进行高程线形监控,其中自适应控制方法易于理解和掌握。自适应控制方法进行箱梁高程监控,应做好这几个方面:
1)箱梁理论标高的计算,在标高控制中,只要理论模型符合实际,即能得出立模标高,从而在施工过程中使立模标高放样准确,便能实现控制的目的;
2)箱梁挠度测试,对每个箱梁悬臂浇注阶段须进行4次测量,包括张拉预应力筋前、挂篮移动后、节段混凝土浇注完、张拉预应力筋后,这样有利于控制箱梁挠度。
3)做好箱梁实测数据处理、参数识别和预测标高等工作的协调处理,应及时准确地处理实测数据,对于认为可能有问题的数据应进行复测;得到实测数据后即进行参数识别,也即是分析和修正主要设计参数,并重新反馈到控制计算中,得出较为合理的施工中的结构内力、变形值;在参数识别的基础上进行预测标高,采用温度——挠度变形测量解决温度的影响问题;为尽量避免温度变化对高程线形的影响,应尽可能选择在温度较稳定、影响较小的时候来确立立模标高。
3.8对桥梁结构的病害特征及其致病因素进行长期的实时在线监测,施工后在连续刚构桥梁的桥梁结构中布置传感器,用来监测分析桥梁结构的健康状态,评估桥梁结构的可靠性,并针对传感器的变化及时采取相应的措施,防止质量问题出现,影响交通运输。
4.结束语
连续刚构的特点是梁保持连续、墩梁固结,即保证了连续梁行车平顺的特点,但其施工工艺较复杂,质量要求较高,因此从设计到施工的所有技术人员都严格按照施工验收规范、操作规程作业,同时不断应用新技术、新工艺确保连续刚构桥施工质量。
参考文献:
[1]张建新,宋银鸽.连续钢构桥质量通病的防治措施.企业导报,2010
[2]薛家伟.大跨径预应力连续钢构施工控制[J].四川建筑,2008
【关键词】 连续刚构桥梁;施工质量;控制
预应力混凝土连续刚构桥具有行车舒适、施工简便、造价经济、外形美观、结构刚度大、跨越能力大、受力合理等诸多优点,尤其适合于跨越深谷、大河、急流的桥位,因而在实际工程中得到广泛的应用。但施工过程中一定要做好施工技术控制工作,以保证大桥顺利合拢,保证结构的受力合理和线形平顺,确保结构的安全和稳定。
1.连续刚构桥特点
连续刚构桥是墩梁固接的连续梁桥。连续刚构桥也分跨中带铰和跨中无铰两种类型,两者一般均采用变高度梁。高墩的柔度可以适应结构由预加力、混凝上收缩徐变和温度变化所引起的纵向位移。连续刚构桥结构为多次超静定结构,混凝上收缩、徐变、温度变化,预应力作用、墩台不均匀沉降等引起的附加内力对结构的影响较大,但同时这种桥具有结构整体性好、抗震性能优越、抗扭潜力大、结构受力合理、桥型简洁明快等优点。
连续刚构也具有特定的适用条件:虽为墩梁固结的多次超静定刚架结构,但设计目标是使其结构行为接近连续梁,所以跨度不宜太小、连续孔跨不宜太多、桥墩不宜太矮、总桥长不宜太长;大跨径混凝土梁桥主要缺点是自重大,其承载能力绝大部分用于克服自重。
2.连续刚构桥梁施工控制的特点及其主要内容
众所周知,桥梁工程的施工控制最主要的就是要对其质量进行严格的控制和管理,最基本的要求就是要保证在桥梁工程的施工过程中,其安全性以及结构上要符合规范和标准,主要是在其结构的线形和结构的恒载内力要符合相关的设计要求。
连续刚构桥梁施工控制的特点是根据桥梁自身的结构特点来判断和决定的,对于连续刚构桥梁的施工来说,其通常情况下是采用悬臂方法来进行施工,并且是悬臂分节段地来进行工程的施工,属于自架设的结构体系桥梁,连续刚构桥梁在设计工作完成后的成桥状态,是其施工控制所要达到的一个目标,而要达到这个目标,就必须要经过一个非常复杂的施工控制过程,这一施工控制过程包括对桥梁的主墩进行施工控制、对桥梁的主梁悬臂分节段地进行施工控制以及桥梁合龙段进行施工控制,其施工控制要经历一系列的施工阶段。
对于连续刚构桥梁的施工来说,其包括了各个不同的施工阶段,这些施工阶段是一个系统而连续的施工体系,其前期的施工控制的结果和成效对后期阶段的施工控制结果及成效有着直接性的影响,而且由于受到连续刚构桥自身具备的特点以及其他外部因素的影响和制约,使得在工程的施工控制阶段很难对工程的具体施工情况进行充分的了解和把握,因此,连续刚构桥梁的施工控制工作除了要对工程施工的全过程进行跟踪监测管理外,还需要在跟踪监测管理这一过程中及时地发现并解决问题,另外,对于将要进行施工的各个阶段和各个施工状态以及对工程施工的参数进行准确、科学、合理的预报是非常重要的,因此必须做好这方面的工作。连續刚构桥梁施工控制的主要内容主要包括:要确定施工控制的方法和建立一套科学、合理、完善的施工控制系统;要对施工控制的过程和阶段进行科学合理的分析;要进行施工监测(包括数据监测、质量监测、成本监测、进度监测等方面)以及信息的反馈;要严格地实施施工控制这一工作。
3.连续刚构桥梁施工中的质量控制
3.1对于跨中挠度过大的问题,可以适当增加梁的高度,即在建造期通过设置预拱度来抵消桥梁长期下挠变形,增加底板预应力,在中跨底板适当设置体外备用钢束,延长混凝土加载龄期,施工时候要避免竖向接缝的存在,可以将接缝打斜。
3.2针对连接刚构桥冻结过程中混凝土开裂的情况,可以通过箱梁下缘曲线改良,改善预应力筋的布置,要求在施工时严格按照横、竖向预应力张拉顺序进行张拉。改善永存预应力分布状态可以通过“滞后张拉”的方式,使得张拉的预应力筋离节段断部有足够的段距离。为保证混凝土永存预应力均与分布减少偏差,纵向预应力索在每个节段都下弯,减小应力。在中跨及悬臂中部设置横隔板以提高箱梁畸变刚度,控制合理的温度避免非线性温差使上缘出现较大拉应力而产生箱梁开裂。此外,对于施工过程中材料,工程机械,建筑材料等需要严格控制,还应加强完工后控制裂缝的措施,应尽量避免超载。加强对腹板混凝土的约束,增强腹板抗剪承载能力和刚度,采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板、钢筋或玻璃钢等。
3.3针对墩顶0#梁段出现的问题,横隔板的厚度不宜太厚,厚度应尽量能与顶板、腹板的刚度匹配,竖向预应力至墩顶以下5--10m,底板钢筋使得受力均匀;在箱梁0#梁段的内、外主筋的表而设置防裂钢筋网片,加入抗混凝土开裂的纤维或钢纤维,以提高结构的抗裂性。
3.4对于桥墩墩身裂缝的问题,在连续刚构桥设计中尚应在主筋的外表设置防裂钢筋网片,同时在混凝土中加入一定的抗裂防水膨胀剂。
3.5应力控制。须对关键截面的受力情况进行应力监控,该关键截面是通过结构分析所确定的,当应力超过一定范围时应发出安全预警以采取处置措施确保结构安全。将现场实测值和理论计算值相比较,并适当调整设计参数修正计算模型,以实现应力控制。通常采用钢弦式应力计和钢筋式应力计来检测应变,以此来实现应力检测,并在应力计附近埋置温度感应计,根据混凝土体内温度效定应力对温差的影响异变情况,为减小温度的影响,可在早晨进行观测,以便最大限度减小温度引起的误差。
3.6施工挠度的控制是连续刚构桥悬臂梁施工质量控制的关键,控制相关的指标才能使得箱梁标高符合设计和规范,顺利的合拢。施工挠度控制是细致的工作,计算桥梁建筑过程中挂蓝、模板重量、硷浇筑数量,与施工放样、硷施工质量、预应力管道安装质量有密切关系。
3.7高程线形控制。可采用自适应控制法、卡尔曼滤波法及人工网络神经等方法来进行高程线形监控,其中自适应控制方法易于理解和掌握。自适应控制方法进行箱梁高程监控,应做好这几个方面:
1)箱梁理论标高的计算,在标高控制中,只要理论模型符合实际,即能得出立模标高,从而在施工过程中使立模标高放样准确,便能实现控制的目的;
2)箱梁挠度测试,对每个箱梁悬臂浇注阶段须进行4次测量,包括张拉预应力筋前、挂篮移动后、节段混凝土浇注完、张拉预应力筋后,这样有利于控制箱梁挠度。
3)做好箱梁实测数据处理、参数识别和预测标高等工作的协调处理,应及时准确地处理实测数据,对于认为可能有问题的数据应进行复测;得到实测数据后即进行参数识别,也即是分析和修正主要设计参数,并重新反馈到控制计算中,得出较为合理的施工中的结构内力、变形值;在参数识别的基础上进行预测标高,采用温度——挠度变形测量解决温度的影响问题;为尽量避免温度变化对高程线形的影响,应尽可能选择在温度较稳定、影响较小的时候来确立立模标高。
3.8对桥梁结构的病害特征及其致病因素进行长期的实时在线监测,施工后在连续刚构桥梁的桥梁结构中布置传感器,用来监测分析桥梁结构的健康状态,评估桥梁结构的可靠性,并针对传感器的变化及时采取相应的措施,防止质量问题出现,影响交通运输。
4.结束语
连续刚构的特点是梁保持连续、墩梁固结,即保证了连续梁行车平顺的特点,但其施工工艺较复杂,质量要求较高,因此从设计到施工的所有技术人员都严格按照施工验收规范、操作规程作业,同时不断应用新技术、新工艺确保连续刚构桥施工质量。
参考文献:
[1]张建新,宋银鸽.连续钢构桥质量通病的防治措施.企业导报,2010
[2]薛家伟.大跨径预应力连续钢构施工控制[J].四川建筑,2008