混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋風險控制研究

時間:2022-09-26 09:39:13

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混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋風險控制研究

摘要:針對目前大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工過程存在的風險問題,文章分析了導(dǎo)致施工出現(xiàn)風險的原因,以實際工程為例,提出了優(yōu)化控制措施,其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供參考。結(jié)果表明,只有控制好結(jié)構(gòu)參數(shù)、預(yù)加應(yīng)力以及溫度變化等,才能最大限度地使工程項目的建設(shè)規(guī)避裂縫、變形等一系列病害問題。

關(guān)鍵詞:大跨度變截面;預(yù)應(yīng)力混凝土;連續(xù)剛構(gòu)橋;施工風險;合攏段

大跨度橋梁工程是復(fù)雜地形條件與建設(shè)規(guī)模較大橋梁最常采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式之一,其在實際施工過程中不可避免地會受到諸多外界環(huán)境的影響。以大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋為例,通過分析導(dǎo)致其施工風險的原因,并結(jié)合工程項目的實際情況,采取必要的科學技術(shù)手段,使各種病害等施工安全風險得到科學有效控制。

1研究大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋

施工風險控制的現(xiàn)實意義隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,社會的不斷進步,我國對建設(shè)橋梁跨徑的使用需求不斷提高,大跨度曲線連續(xù)剛構(gòu)橋的建設(shè)能夠更好地解決所處環(huán)境復(fù)雜性與工程建設(shè)規(guī)模不斷擴大的問題。具體來說,就是通過縮短道路的展線長度,在避免滑坡、巖溶以及泥石流等不良地質(zhì)問題出現(xiàn)的同時,提高橋梁工程建設(shè)使用的安全可靠性。但在實際施工控制過程中,因受同時進行梁墩臨時固結(jié)與體系轉(zhuǎn)換作業(yè),存在單T兩側(cè)重量與澆筑主梁混凝土超方量不平衡的問題;混凝土收縮、徐變以及掛籃定位作業(yè)易受外界溫度環(huán)境變化情況,影響了工程項目建設(shè)的安全穩(wěn)定性。因此,研究人員應(yīng)從實際問題出發(fā),有效解決上述不穩(wěn)定性問題對橋梁工程建設(shè)造成的影響。

2導(dǎo)致大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋

施工出現(xiàn)風險的原因從此類連續(xù)剛構(gòu)橋的實際施工過程來看,工程建設(shè)人員采用了懸臂施工方法進行剛構(gòu)橋的施工建設(shè)。具體來說,就是從中間橋墩的頂部向兩邊以平衡懸臂的施工方式進行施工梁體的各個節(jié)段操作,繼而形成兩個T字型的雙懸臂結(jié)構(gòu)。對已建大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工情況進行分析發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致施工建設(shè)過程出現(xiàn)風險的原因主要有以下幾個方面。2.1結(jié)構(gòu)參數(shù)。當超出規(guī)范標準誤差的構(gòu)件截面尺寸作用于涉及的工程結(jié)構(gòu)時,將導(dǎo)致截面特性出現(xiàn)誤差,進而對結(jié)構(gòu)作用的內(nèi)力效果與變形控制造成影響。2.2預(yù)加應(yīng)力。作為實現(xiàn)結(jié)構(gòu)預(yù)加應(yīng)力目標的關(guān)鍵,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形有著密切聯(lián)系,即預(yù)加應(yīng)力值的大小將受到預(yù)應(yīng)力鋼筋斷面尺寸、管道摩阻、張拉設(shè)備以及彈性模量等諸多因素的影響。此情況下,工程建設(shè)人員應(yīng)對施工過程中可能產(chǎn)生的誤差進行分析控制,如針對預(yù)應(yīng)力管道的摩阻系數(shù)進行測量,以獲取準確有效的摩阻系數(shù)值。2.3溫度變化。該結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化不僅會對大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)受力效果與變形程度帶來影響,還會隨著施工溫度環(huán)境的變化而變化,應(yīng)采取必要的措施進行優(yōu)化控制。這里的溫度變化是指梁表層與梁內(nèi)層的溫度場,其作為分析溫度荷載效應(yīng)的關(guān)鍵,需在施工控制中充分考慮這一因素,否則將會對工程結(jié)構(gòu)造成橋梁裂縫等病害風險。而病害問題的出現(xiàn)將會影響橋梁各部分結(jié)構(gòu)作用的應(yīng)力平衡。但受季節(jié)、日照以及參與溫度等問題的影響,增加了溫度變化控制影響的難度。2.4施工監(jiān)測。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計,懸臂施工曲線的連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)測分三種:變形、應(yīng)力以及溫度監(jiān)測。但監(jiān)測的施工操作會受到一些設(shè)備安裝效果、測量方式不適用以及數(shù)據(jù)采集不準確等問題的影響。為此,工程項目建設(shè)人員應(yīng)從問題角度出發(fā),即在明確工程項目實際情況與設(shè)計使用要求的情況下,對大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋施工過程產(chǎn)生的風險進行控制,以促進橋梁工程的建設(shè)使用能夠為區(qū)域的經(jīng)濟建設(shè)提供助力。

3實例分析

以某特大橋梁工程項目為例,其作為大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋,針對實際施工過程存在的風險問題,采取了以下措施進行優(yōu)化控制。3.1合攏段施工風險控制。以大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的合攏段施工風險控制過程為例,由于工程采用的合攏作業(yè)方法為:將一次合攏跨數(shù)確定為兩種,即逐孔合攏與多跨一次合攏。具體來說,就是按照工程合攏施工圖順序的要求,將合攏施工作業(yè)的順序確定為:從邊跨向中跨與從中跨向兩邊逐孔合攏兩種方式。對于多跨一次的合攏施工需在滿足合攏施工作業(yè)溫度環(huán)境要求后,對不穩(wěn)定性的風險問題進行干擾控制,以提高結(jié)構(gòu)的受力效果。此外,為了使鎖定的合攏跨達到同步操作的目標,需通過大量的計算與先進的工藝技術(shù)運用,來強化合攏段的施工控制效果。對于上部結(jié)構(gòu)的合攏段來說,施工風險控制應(yīng)將目標確定為受力與施工便捷,即在靠近岸邊的懸臂水中進行懸臂作業(yè),以提高施工控制效率。此外,根據(jù)工程所處的環(huán)境,采用了從邊坡向中跨的合攏方式,以滿足工程項目各部分結(jié)構(gòu)對合攏段結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)受力與施工作業(yè)的安全性的控制需求。3.2溫度應(yīng)力。研究表明,橋梁結(jié)構(gòu)受溫度變化的影響主要體現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力約束時受到了溫度次應(yīng)力的影響而出現(xiàn)了溫度變形。由于變截面懸澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的溫度應(yīng)力較大,局部部位甚至超出了荷載應(yīng)力,因此其是導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)裂縫變形產(chǎn)生的主要原因。為此,施工裂縫病害風險控制人員應(yīng)掌控溫度變化的規(guī)律,即在明確年溫度變化情況的基礎(chǔ)上,對合攏段的施工方式進行調(diào)整,以降低裂縫病害問題的發(fā)生。3.3預(yù)應(yīng)力施工風險控制。預(yù)應(yīng)力施工風險的控制應(yīng)結(jié)合工程項目結(jié)構(gòu)本身的特性采取相應(yīng)的風險控制對策,即在采用懸臂方式進行主梁的澆筑施工時,需將結(jié)構(gòu)變形作為風險控制的主要對象,并充分利用應(yīng)力控制措施,從而最大限度地保證主梁線形作用的正確性與和順性。此外,在混凝土澆筑前,需調(diào)整底模標高。施工過程標高控制的誤差需控制在既定的范圍內(nèi)。對于結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響,施工風險控制人員應(yīng)針對結(jié)構(gòu)實際作用狀態(tài)與設(shè)計應(yīng)力狀態(tài)不符的問題,選擇合理的測試元件與設(shè)備,對現(xiàn)場安裝位置與導(dǎo)線的布置情況進行檢測。對于主梁結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)測,需在墩體或零號塊施工完畢后,懸臂澆筑前,對竣工位置的實際情況進行測量。此外,當每一節(jié)段施工完畢后,就要對下一階段的底模標高定位進行橋面標高的觀測。當澆筑完混凝土施工,且完成預(yù)應(yīng)力的張拉控制后,需對掛籃行走前后進行撓度觀測。此時,為避免溫度變化對觀測結(jié)果帶來不穩(wěn)定性影響,需將觀測的時間確定為太陽升起前。測量儀器設(shè)備選用經(jīng)緯儀或水準儀等,對每一節(jié)段的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件作用狀態(tài)進行觀測,以保證大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的箱梁懸臂段的合攏精度與橋面的線形效果。對于應(yīng)力測點的布置,施工風險控制人員應(yīng)按照預(yù)定的測試方向,需布置好各個界面的測點位置。圖1所示為橋梁工程截面應(yīng)力測點的布置情況。

4結(jié)語

綜上所述,對大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工過程中可能出現(xiàn)的風險問題,相關(guān)建設(shè)者應(yīng)從溫度應(yīng)力、預(yù)加應(yīng)力以及結(jié)構(gòu)參數(shù)等方面入手,針對具有復(fù)雜特性的合攏段與預(yù)應(yīng)力施工環(huán)節(jié)進行質(zhì)量效果控制。在連續(xù)剛構(gòu)橋施工中,應(yīng)該不斷加強對施工風險的控制和管理,促進橋梁工程質(zhì)量的提高,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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作者:謝守東 單位:中交三公局第二工程有限公司