斜拉橋外觀優(yōu)美,結(jié)構(gòu)堅固,經(jīng)濟(jì)成本適中,已經(jīng)成為了大跨徑橋梁的首先類型之一,斜拉橋通常都是高次超靜定結(jié)構(gòu),對施工精確度的要求很高,從選定施工方案開始,每一環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格依照施工方案進(jìn)行準(zhǔn)確計算。然而,由于受到預(yù)應(yīng)力、拉索垂度、施工荷載、溫度變化、混凝土變化等因素的干擾,很容易導(dǎo)致施工誤差,而且這種誤差,很可能會隨著施工進(jìn)展而繼續(xù)擴(kuò)大,影響橋梁的安全性,因此,在特大斜拉橋施工過程中,必須要嚴(yán)格做好
橋梁施工監(jiān)控工作,確保選擇最完善的施工工藝,對每個環(huán)節(jié)都進(jìn)行精確的檢測,確保施工方向按照正確的軌道前進(jìn),保障橋梁的使用安全性。
一、監(jiān)控內(nèi)容
施工控制工作需要準(zhǔn)確的檢測結(jié)果作為依據(jù),在斜拉橋整個施工過程中的每一個階段,都必須要認(rèn)真檢測各項施工參數(shù),計算出施工活動中出現(xiàn)的誤差,然后在依據(jù)誤差值,通過精確的計算來調(diào)整下個階段的施工參數(shù)。對于特大斜拉橋施工建設(shè)而言,施工檢測主要包括線形檢測,索力檢測,應(yīng)力檢測,溫度檢測幾個環(huán)節(jié)。
(一)橋梁位移及變形
1.主梁標(biāo)高和撓度
主梁標(biāo)高的檢測結(jié)果,是控制斜拉橋線形的重要依據(jù),為了避免溫度給檢測結(jié)果帶來的干擾,斜拉橋主梁標(biāo)高的檢測工作最好在清晨日出之前進(jìn)行,以保障檢測結(jié)果具有足夠的精確性。主梁撓度的監(jiān)測結(jié)果,也是控制斜拉橋線形的重要依據(jù),在實(shí)際檢測時,可以在各個施工塊件上全部都設(shè)置三個對稱的觀測點(diǎn),在測量主梁豎向撓度的同時,測量主梁的橫向變形。
要對斜拉橋的主梁進(jìn)行檢測,還要保證在每個懸臂施工階段,都在以下六個環(huán)節(jié)分別對主梁進(jìn)行檢測:第一,澆筑塊件之前;第二,澆筑塊件之后;第三,預(yù)應(yīng)力張拉之前;第四,預(yù)應(yīng)力張拉之后;第五,斜拉索張拉之前;第六,斜拉索張拉之后。如果施工中對索力重新進(jìn)行了調(diào)整,還要相應(yīng)的增加檢測次數(shù),進(jìn)而準(zhǔn)確的掌握主梁曲線的變化規(guī)律,控制橋面線形。
2.主梁軸線偏移
為了保障主梁軸線順直,還必須要進(jìn)行主梁軸線偏移檢測,值得注意的是,主梁軸線偏移檢測應(yīng)與主梁標(biāo)高檢測同步進(jìn)行,并且要隨著荷載、索力的調(diào)整增加檢測次數(shù),一些時候,主梁軸線偏移檢測,也可能判定出索塔兩邊拉力是否均衡。
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斜拉橋施工過程中,必須要準(zhǔn)確掌握索力狀態(tài),而且索力檢測是判斷全橋內(nèi)力的重要依據(jù),索力檢測結(jié)果是否準(zhǔn)確,關(guān)系著線形、主梁內(nèi)力、主塔偏位,甚至關(guān)系著施工安全,可見,索力檢測工作是斜拉橋施工監(jiān)控的一個重要環(huán)節(jié)。在斜拉橋施工過程中,每一次掛索都應(yīng)該進(jìn)行索力測試,并且在合攏前后,以及二期恒載完工時,都必須要進(jìn)行全橋索力檢測,依據(jù)檢測結(jié)果合理進(jìn)行調(diào)整。
(三)應(yīng)力
對主梁和索塔進(jìn)行應(yīng)力檢測,可以及時掌握斜拉橋主跨的受力情況,了解應(yīng)力有沒有超限,從而判斷橋梁是否安全,對于應(yīng)力檢測,在斜拉橋施工過程中的每一個階段都要進(jìn)行,也就是說,應(yīng)力檢測必須要落實(shí)到斜拉橋施工的整個過程中,一旦某個環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)異常,要及時查明原因,采取相應(yīng)措施加以處理。
二、施工控制計算
施工控制計算是特大斜拉橋施工控制的重點(diǎn)環(huán)節(jié),具體計算時,要充分結(jié)合施工狀況,以及未來橋梁的運(yùn)營狀況,此外,計算時還要充分考慮到進(jìn)程、荷載、溫度、截面、混凝土、預(yù)應(yīng)力等因素帶來的影響,結(jié)合以上各個方面的影響來進(jìn)行綜合計算。
?。ㄒ唬z算復(fù)核與施工全過程
特大斜拉橋的施工控制要在安全施工的條件下實(shí)施,因而首先要依據(jù)施工方案對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計算,判斷橋梁結(jié)構(gòu)安全性是否符合標(biāo)準(zhǔn),并且還要校對拉索初張力,保障施工安全,之后要進(jìn)行施工仿真研究,確定理論應(yīng)力和期待線形,這樣一來,還能夠?yàn)楝F(xiàn)場檢測工作提供預(yù)警依據(jù),進(jìn)一步保障了施工安全。
?。ǘ┓€(wěn)定性計算
為了保證主梁和索塔的安全,確保合攏前主梁和索塔的穩(wěn)定,施工過程中必須要對主梁和索塔的穩(wěn)定性進(jìn)行計算,并預(yù)先設(shè)計出最惡劣的狀態(tài),制定相應(yīng)的控制措施。
?。ㄈ┖蠑n工序計算
合攏前,要嚴(yán)格根據(jù)懸臂過程中的計算結(jié)果,分析出合攏應(yīng)力以及索力控制方案,并制定合攏后墩梁約束釋放方案,確保方案準(zhǔn)確可行,確保施工安全。
?。ㄋ模?biāo)高計算
在斜拉橋建設(shè)中,設(shè)計標(biāo)高是經(jīng)過荷載、恒載、收縮徐變等因素影響后梁體的理想標(biāo)高,施工中,確定梁段標(biāo)高時要充分考慮到豎向位移的影響,設(shè)置預(yù)拋高值。
假設(shè)正在施工的梁段為i梁段,計算i梁段標(biāo)高的公式即為:
Hlmi=Hsji+∑f1i+∑f2i+∑f3i+∑f4i+∑f5i+∑fgi
該公式中,Hlmi代表梁段標(biāo)高,Hsji代表設(shè)計標(biāo)高,∑f1i代表自重?fù)隙龋苀2i代表預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的撓度,∑f3i代表混凝土產(chǎn)生的撓度,∑f4i代表荷載產(chǎn)生的撓度,∑f5i代表橫載產(chǎn)生的撓度,∑fgi代表掛籃變形值。如前文所說,為了防止受到溫度影響,應(yīng)該在凌晨日出前檢測立模標(biāo)高,盡可能的縮小溫度影響帶來的誤差。
三、工程實(shí)例
實(shí)踐證明,斜拉橋施工控制措施要從各個方面深入進(jìn)行,要依據(jù)斜拉橋?qū)嶋H構(gòu)造、施工流程等客觀因素,制定正確的施工方案,確立施工計算措施,設(shè)計施工過程的監(jiān)控策略。由于斜拉橋?qū)儆谝环N超靜定體系構(gòu)造,需要運(yùn)用多種施工技術(shù)以及流程工序,加之各部分結(jié)構(gòu)的受力情況存在這差距,必須要對施工過程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控,精確檢測每個階段的施工結(jié)果。實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)說明,溫度等因素對斜拉橋施工過程的干擾很大,如何對各項因素的影響進(jìn)行精確的計算,還有待于我們繼續(xù)探索和研究。下面以某斜拉橋13和14兩個梁段的施工為例,介紹斜拉橋施工過程中的監(jiān)控措施,如圖1所示。
1反饋監(jiān)測結(jié)果,并對各項檢測結(jié)果進(jìn)行計算,依據(jù)12梁段以及之前的梁段施工情況,再依據(jù)索塔頂端的位移情況,確立13梁段標(biāo)高理論值。
2完成立模和鋼筋捆綁后進(jìn)行索力張拉,之后一定要再次檢測立模標(biāo)高是否合格。
3如果立模標(biāo)高合格,就可以進(jìn)行混凝土澆筑,在整個澆筑過程中,要嚴(yán)格監(jiān)測梁體變形情況。如果立模標(biāo)高不合格,那么就要對立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整,待到立模標(biāo)高檢測合格后,再進(jìn)行混凝土澆筑。
4混凝土澆筑結(jié)束后,要檢測澆筑后的梁體標(biāo)高,并檢測主塔頂端的位移情況,進(jìn)而分析施工安全性,確定誤差趨向。
5預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后,檢測測點(diǎn)標(biāo)高,并檢測底板標(biāo)高和頂板標(biāo)高,進(jìn)而分析整個結(jié)構(gòu)的受力情況,判斷立模標(biāo)高的準(zhǔn)確度。
6.按照以上步驟再進(jìn)行14梁段的施工。
結(jié)語
一方面,斜拉橋的主梁具有很強(qiáng)的柔性,導(dǎo)致在施工過程中,斜拉橋主梁撓度以及索力的浮動較大,難以操控。另一方面,要確保斜拉橋順利完工,并保證主梁撓度以及索力全部合格,除嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行施工以外,還要充分考慮到施工當(dāng)時的環(huán)境、材料的影響,及時發(fā)現(xiàn)誤差。斜拉橋施工過程中的誤差一旦得不到及時修正,這些誤差往往就會發(fā)生積累,當(dāng)施工繼續(xù)進(jìn)行,懸臂繼續(xù)延長,施工活動就會嚴(yán)重偏離施工方案,甚至?xí)?dǎo)致合攏困難,破壞整個大橋的美觀和安全性。由此可見,對于斜拉橋,尤其是特大斜拉橋,施工監(jiān)控工作必須做到萬無一失,以確保橋體即具有優(yōu)美的外觀,又具有良好的質(zhì)量和安全性。
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