大跨度橋梁施工控制的主要目的是使施工實(shí)際狀態(tài)最大限度地與設(shè)計(jì)理想狀態(tài)相吻合。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),就必須全面了解可能使施工狀態(tài)偏離理想設(shè)計(jì)狀態(tài)的所有因素,以便對(duì)施工實(shí)施有的放矢的有效控制。一般說來,影響橋梁施工控制的因素主要有以下幾方面:
1.結(jié)構(gòu)參數(shù)
不論何種橋梁的施工控制,結(jié)構(gòu)參數(shù)都是必須考慮的重要因素。結(jié)構(gòu)參勢(shì)是施工控制中結(jié)構(gòu)施工內(nèi)力及變形模擬分析的基本資料,其偏差大小直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。事實(shí)上實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)一般是很難與設(shè)計(jì)所采用的結(jié)構(gòu)參數(shù)完全吻合的,總是存在一定的偏差,施工控制中如何恰 當(dāng)?shù)赜?jì)人這些偏差,使結(jié)構(gòu)參數(shù)盡量接近橋梁的真實(shí)結(jié)構(gòu)參數(shù),是首先需要解決的問題。結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括以下幾個(gè)方面:
(1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸。任何施工都可能存在截面尺寸誤差,驗(yàn)收規(guī)范中也允許出現(xiàn)不超過限值的誤差,而這種誤差將直接導(dǎo)致截面特性誤差,從而直接影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形等的分析結(jié)果。所以,控制過程中要對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行動(dòng)態(tài)取值和誤差分析。
(2)材料彈性模量。結(jié)構(gòu)的彈性模量和結(jié)構(gòu)變形有直接關(guān)系,對(duì)通常遇到的超靜定結(jié)構(gòu)來講,彈性模量對(duì)結(jié)構(gòu)變形的分析結(jié)果影響較大。但混凝土彈性模量總會(huì)與設(shè)計(jì)采用值存在偏差,所以,在施工過程中要根據(jù)施工進(jìn)度經(jīng)常性地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣試驗(yàn),特別是在混凝土強(qiáng)度波動(dòng)較大的情況下,應(yīng)隨時(shí)對(duì)材料彈性模量的取值進(jìn)行修正。
(3)材料重度。材料重度是引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形主要因素,施工控制中必須要計(jì)入實(shí)際重度與設(shè)計(jì)取值間可能存在的偏差,特別是混凝土材料,不同的集料與不同的鋼筋含量都會(huì)對(duì)重度產(chǎn)生影響,施工控制中必須對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)與識(shí)別。
(4)材料熱膨脹系數(shù)。熱膨脹系數(shù)的準(zhǔn)確與否也將對(duì)施工控制產(chǎn)生影響,尤其是鋼結(jié)構(gòu)要特別注意。
(5)施工荷載。施工荷載對(duì)受力與變形的影響在控制分析中是不能忽略的,一定要根據(jù)實(shí)際情況取值。
(6)預(yù)加應(yīng)力。預(yù)加應(yīng)力是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形控制考慮的重要結(jié)構(gòu)參數(shù),但預(yù)加應(yīng)力值的大小受包括張拉設(shè)備、管道摩阻系數(shù)、混凝土彈性模量等很多因素的影響,施工控制中要對(duì)其取值偏差做出合理估計(jì)。同樣的道理,斜拉索作為一種廣義的預(yù)加應(yīng)力,斜拉索索力直接影響結(jié)構(gòu)變形與受力,掌握各階段真實(shí)索力是非常必要的。
以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工監(jiān)控為例,以上幾種影響施工控制的結(jié)構(gòu)參數(shù),可以采用各種辦法予以測(cè)量或識(shí)別。如混凝土彈??梢酝ㄟ^不同齡期的混凝土彈性模量試驗(yàn)獲取,施工荷載在進(jìn)人主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工后基本保持不變,可以較容易把握。預(yù)應(yīng)力張拉值的識(shí)別可以根據(jù)預(yù)應(yīng)力張拉前后主梁實(shí)測(cè)應(yīng)力增量來識(shí)別。主梁節(jié)段重量則由于各節(jié)段混凝土澆筑量差異較大,較難精確把握,但也可以采取參數(shù)識(shí)別方法獲取。
2.溫度變化
溫度變化對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的受力與變形影響很大。在不同溫度條件下對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)(應(yīng)力、變形狀態(tài))進(jìn)行量測(cè),其結(jié)果會(huì)存在較大差異。溫度變化包括季節(jié)溫差、日照溫差、驟變溫差等方面相當(dāng)復(fù)雜,而在原定控制狀態(tài)中又無法預(yù)先知道溫度實(shí)際變化情況,通常在控制實(shí)施過程中是將控制理想狀態(tài)定位在某一特定溫度條件下進(jìn)行模擬分析,在盡可能接近該溫度條件、且溫度變化較小的情況下(如夜間22: 00 -凌晨 6:00),進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)變形監(jiān)控測(cè)量,而應(yīng)力監(jiān)測(cè)應(yīng)采取足夠的、同步的溫度補(bǔ)償措施,從而將溫度變化不確知性剔除。
3.混凝土的收縮徐變
對(duì)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)而言,材料收縮、徐變對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形有較大的影響,當(dāng)采用懸臂澆筑施工時(shí)更為突出,這主要是由于懸臂澆筑施工時(shí)各節(jié)段混凝土齡期、應(yīng)力水準(zhǔn)、加載持續(xù)時(shí)間相差較大等原因引起的,在施工控制時(shí)可采用參數(shù)辨識(shí)或模型試驗(yàn)方法來確定收縮徐變參數(shù),以便采用較為合理的、符合實(shí)際的收縮徐變計(jì)算模式。
4.結(jié)構(gòu)分析計(jì)算模型
無論采用什么分析方法和手段,總是要對(duì)實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化,建立計(jì)算模型。這種簡(jiǎn)化使分析計(jì)算模型與結(jié)構(gòu)實(shí)際受力情況之間存在誤差,包括各種假定、邊界條件處理、模型本身精度等。施工控制時(shí)需要在這方面做大量工作,必要時(shí)還要進(jìn)行專門的試驗(yàn)研究,以使計(jì)算模型誤差所產(chǎn)生的影響減到最低限度。
5.施工監(jiān)測(cè)測(cè)量
監(jiān)測(cè)包括結(jié)構(gòu)溫度監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、變形監(jiān)測(cè)等,是橋梁施工控制最基本的手段之一。由于測(cè)量?jī)x器儀表、測(cè)量方法、數(shù)據(jù)采集、環(huán)境條件等因素的影響,施工監(jiān)測(cè)測(cè)量結(jié)果會(huì)存在誤差。該誤差一方面可能造成結(jié)構(gòu)實(shí)際參數(shù)、狀態(tài)與目標(biāo)值吻合較好的假象,也可能造成將本來較好的狀態(tài)調(diào)整得更差的情況,所以,保證測(cè)量的可靠性對(duì)施工控制極為重要。在控制過程中,除要從測(cè)量?jī)x器設(shè)備、方法上盡量設(shè)法減小測(cè)量誤差外,在進(jìn)行控制分析時(shí)還應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)控測(cè)量結(jié)果的最優(yōu)估計(jì)。
6.施工管理
施工管理好壞不僅直接影響橋梁施工質(zhì)量、進(jìn)度,也會(huì)影響施工控制的順利進(jìn)行。以懸臂澆筑施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)槔?,如果兩相?duì)懸臂施工進(jìn)度存在差別,就必然使兩懸臂在合攏前等待不同的時(shí)間,從而產(chǎn)生不同的徐變變形,由于徐變變形較難準(zhǔn)確估計(jì),所以容易造成合攏困難。此外,施工工藝的好壞又直接影響控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),除要求施工工藝必須符合施工規(guī)范要求外,在施工控制中尚須計(jì)入構(gòu)件制作、安裝等方面的誤差。
中交路橋工程檢測(cè)主要檢測(cè)業(yè)務(wù):鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)、橋梁檢測(cè)、隧道檢測(cè)