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高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工控制与分析

2018-10-21袁书强

装饰装修天地 2018年9期
关键词:施工控制高速铁路

袁书强

摘 要:随着市场经济的发展,我国在交通运输方面取得了很大的成就,尤其是高速铁路的建设与发展,能有效提高交通运输质量和效率。但高速铁路的施工要求比较高,给高速铁路的建设工作带来了很大的难度。对此,笔者对高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工控制进行了分析,提出了有效的施工控制方法,以保障高速铁路的施工质量,从而实现其综合效益。

关键词:高速铁路;连续梁桥;施工控制

1 引言

近些年来,我国经济发展较快,人们的生活水平得到了快速提高,对交通运输行业有了更高的要求,应保障快速、安全、舒适等多方面需求。高速铁路的实现,具备快速平稳、安全高效等特点,能满足人们的多元化需求。但高速铁路的建设常常需要进行大跨度施工,其施工难度比较大,而应用预应力混凝土连续梁桥施工技术能有效解决这一问题,对我国高速铁路事业的发展有重要的意义。

2 高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工发展现状及施工难点

自上世纪50年代开始,我国学者不断加大了桥梁工程中结构变形、内力调控等方面的研究力度,推动了我国桥梁建设水平的提高,并在斜拉桥、悬索桥等项目中取得了很大的成就。直至上世纪90年代,我国开始对桥梁施工控制工作进行了研究,并将其应用在铁路预应力混凝土连续梁桥建设中,使得施工控制效果得到了大幅度提高。但与欧美发达国家相比还存在不小的差距,尤其是在监控检测方面,还存在很多的施工隐患。在这种情况下,给高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工带来了很大的难度,还需要加大技术研究力度,以保障施工质量。

其具备以下几个难点:一是,高速铁路对平稳性有很高的要求,由于连续梁桥的施工跨度比较大,容易增加施工参数误差,并给施工测量、监控等带来了难度,使得连续梁桥的施工质量受到了影响。二是,温度是影响混凝土质量的主要因素之一,当温差变化较大时,会影响混凝土内部结构的稳定性,容易出现开裂、形变等问题。在进行高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工时,其桥宽比较窄,在温差影响下会产生横向梯度,对施工质量会造成影响。三是,挂篮施工是连续梁桥施工中的重要内容,但受挂篮变形等因素的影响,会影响桥梁的整体线型,使得桥梁的质量受到了影响(如图1)。

3 高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工控制方法

3.1 预测控制法

预测控制法是高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工的常用控制方法之一,主要应用在桥梁悬臂浇筑阶段。但在浇筑施工中存在很多的不确定因素,容易出现施工误差,一旦出现这种情况时,只能利用预应力钢束进行事后调整,或在下一桥梁分段建筑施工中调整立模标高。预应力钢束的调整效果有限,一般可对立模标高进行预测,以实现控制效果。因此,在采用预测控制法时,需要对影响桥梁结构的因素进行全面分析,并对每一个施工分段进行预测,可不断调整施工误差,促使其接近实际施工结果,以保障施工质量。另外,这种方法具有适用性和针对性的特点,既可适用在所有桥梁施工中,又针对已建成桥梁,且调整难度大的工程[1]。

3.2 事后调整控制法

在高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工中,经常会受到各种因素的影响,使得实际结构与设计内容存在一定偏差。在这种情况下,一般可采用事后调整控制法,确保最终施工结构满足设计要求。以斜拉桥施工控制为例,需要根据实际施工情况来采取相应的措施。一是,当每个施工阶段结束后,若发现已成结构与设计内容不符时,需要对斜拉索力进行调整,并在此基础上继续施工。这种控制方法流程繁琐、过程麻烦,且斜拉索力不易控制,对调整结果会产生一定的影响。二是,当桥梁结构施工完毕后,需要对结构的实际情况进行检测,判断实际施工情况与设计要求之间的差异性。若存在偏差时,可对斜拉索力进行一次性的调整,这种方法在实施阶段存在较大的难度,需要对桥梁的结构内力进行调查与分析,一旦调查结果存在偏差时,容易出现安全事故。因此,事后調整控制法存在很多的不确定因素,难以保障施工控制效果。

3.3 自适应控制法

高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工,经常需要进行大跨度施工,在这种情况下,可采用自适应控制法来控制施工质量。当进行施工控制时,实际施工参数与控制系统存在误差时,系统的输出结果会存在一定的偏差,与设计要求不相符。但该控制系统具有自我修正的特点,当扰动特性发生变化时,系统会进行识别与分析,并自行调整参数,以保障输出结果与设计要求相符,从而不断提高施工控制质量。

3.4 分析控制法

(1)正装分析法。在高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工中,利用正装分析法,需要对桥梁的实际施工顺序进行分析,以获得结构的受力、形变等数据。采用这种控制方法,可对各个施工阶段的数据信息进行计算,包括受力信息、位移数据等。既可以指导技术人员进行桥梁设计与施工,又可以为施工控制提供数据保障。同时,该方法的灵活性比较好,可对预应力混凝土结构的非线性问题以及混凝土徐变等因素进行考虑、分析,可保障施工控制的全面性。因此,将其应用在高速铁路等大跨度连续梁桥施工中,能够获得良好的控制效果。但正装分析法也存在一定的不足之处,所构建的应力计算模型、挠度计算模型等,都需要以设计标高为依据。在实际施工阶段,桥梁实际结构并不以设计标高为主,而是要按照施工立模标高进行施工,导致计算结果与设计结果存在一定的偏差[2]。

(2)倒装分析法。在实际施工中,需要重点控制桥梁的线形结构和强度,当存在线形误差时,会影响桥梁结构的质量和美观性。因此,一般可采用预拱度等措施来达到线形要求。在进行连续梁分段悬臂浇筑施工时,需要对各个施工控制阶段的标高进行数据收集,可为后续的线形控制提供便利。应先假设t=t0,当内力分布满足t0时,可利用正装计算法来获得实际结果。在这种情况下,需要将结构正装分析进行逆向倒拆,分析每次拆除工作对剩余结构所产生的影响,从而获得结构内力、位移等实际结果。倒装分析法也存在很多的不足,一些大跨度连续梁桥的非线性特点比较明显,利用倒装分析法反而会影响实际结果。另外,在混凝土徐变、伸缩等数值计算上,无法通过倒装分析法进行计算,难以考虑到时差效应等方面的问题。

4 结束语

近些年来,我国高速铁路事业得到了快速发展,保障预应力混凝土连续梁桥施工质量具有十分重要的意义。因此,要求相关人员加大施工控制方法的研究力度,不断进行改进与完善,从而推动我国高速铁路事业快速发展。

参考文献:

[1] 万德林.大跨度预应力混凝土连续梁桥施工关键技术研究[D].石家庄铁道大学,2016.

[2] 廖嘉.高速铁路钢管混凝土拱预应力混凝土连续梁桥施工控制研究[D].中南大学,2012.

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