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预应力混凝土连续梁施工质量控制

2014-12-25许霁玮

城市建设理论研究 2014年37期
关键词:连续梁预应力混凝土施工质量控制

许霁玮

摘要:随着科技的进步,时代的发展,预应力技术越来越受到重视,也越来越多的运用到实际的工程当中,在近几十年却得到了稳定的发展。而预应力混凝土连续梁越来越多的运用到桥梁当中,预应力混凝土连续梁不仅刚度大,而且跨度大。建筑物在使用过程中不仅要体现适用性、耐久性,还要体现可靠性,所以在预应力混凝土连续梁浇筑施工过程中,施工质量控制显得尤为重要。本文在学习和借鉴前人研究工作的基础上,简单的介绍下预应力混凝土连续梁施工质量的控制。

关键词:施工质量控制;预应力混凝土;连续梁

中图分类号:O213文献标识码: A

近些年来,在大跨度连续梁桥的施工中,采用自架设的悬臂梁混凝土浇筑的施工方法比较多,这个过程是一个结构逐渐形成,线形、应力不断变化的过程。对染可以采用各种分析方法计算出各个施工阶段的应力、标高等,但在实际施工过程中,由于施工条件的变化,制作误差、预应力束张拉、测量误差,温度及变形、混凝土收缩徐变和环境干扰等因素的影响,必将使结构实际状态偏离设计状态。如果不加以及时有效地对系统控制和调整,随着主梁悬臂长度的增加,内力和线形可能会显著地偏离设计目标。桥梁施工监控可以有效的避免和消除桥梁实际状态与设计状态之间的误差,保证结构的安全、适用、耐久,对桥梁施工质量起着重要的作用。

一、连续梁施工质量控制影响因素

连续梁施工质量控制的主要目的是使结构的实际状态最大限度地与设计状态相吻合。

要实现上述目标,必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的所有因素,以便对施工质量实施有效的控制。

1. 结构参数

不论何种桥梁的施工质量控制,结构参数都是必须考虑的重要因素,结构参数是控制中结构施工模拟分析的基本资料,其准确性直接影响分析结果的准确性。事实上,实际桥梁结构参数一般是很难与设计结构参数完全吻合的,总是存在一定的误差,施工控制中如何恰当地减少这些误差,使结构参数尽量接近桥梁的真实结构参数,是首先需要解决的问题。结构参数主要包括:

1.1结构构件截面尺寸

任何施工都可能存在截面尺寸误差,验收规范中也允许出现不超过限值的误差,而这种误差将直接导致截面特性误差,从而直接影响结构内力、变形等的分析结果。所以,控制过程中要对结构尺寸进行误差分析。

1.2结构材料弹性模量

结构材料弹性模量和结构变形有直接关系。对通常遇到的超静定结构来讲,弹性模量对结构分析结果影晌更大,但施工成品构件的弹性模量(主要是混凝土结构)总与设计值有一定差异。混凝土弹性模量是混凝土的物理参数,而实际混凝土弹性模量与所用骨料和混凝土强度等级有关,混凝土弹性模量具体测定工作的进行应根据桥梁所在自然环境情况、所用材料情况、施工工艺及工序情况来加以测定,需测定的参数如下:采取现场取样,分别测定混凝土在3 天、7 天、14 天、28 天龄期的弹模,为主桥预拱度修正提供数据。所以,在施工过程中要根据施工进度做经常性的现场抽样试验,特别要注意混凝土强度波动较大的情况,随时在控制分析中对弹性模量的取值进行修正。

1.3材料容重、材料热膨胀系数

材料容重是产生结构在施工过程中的内力与变形的主要因素,控制中必须要计人实际容重与设计取值间可能存在的误差,特别是混凝土材料,不同的集料与不同的钢筋含量都会对容重产生影响。施工控制中必须对其进行准确识别。

热膨胀系数的准确与否也将对控制产生影响,尤其是钢结构要特别注意。

1.4施工荷载。

在所有自架设体系中,都存在施工荷载,这部分临时荷载对受力与变形的影响在控制分析中是不能忽略的,一定要根据实际进行取值。

1.5预加应力

预加应力是预应力混凝土结构内力与变形控制考虑的重要结构参数,但预加应力值的大小受到很多因素的影响,包括张拉设备、管道摩阻、预应力钢筋断面尺寸、弹性模量等。控制中要对其取值误差做出合理估计。

2.施工工艺

施工控制是为施工服务的,反过来,施工的好坏又直接影响控制目标的实现。除要求施工工艺必须符合控制要求外,在施工控制中必须计入施工条件非理想化而带来的构件制作、安装等方面的误差,使施工状态保持在控制之中。

3.温度变化

温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大,这种影响随温度的改变而改变,在不同时刻对结构状态(应力、变形)进行量测,其结果是不一样的,如果施工控制中忽略了该项因素,就必然难以得到结构的真实状态数据(与控制理想状态比较),从而也难以保证控制的有效性,所以,必须考虑温度变化的影响。温度变化相当复杂,包括季节温差、日照温差、骤变温差、残余温度、不同温度场等,而在原定控制状态中又无法预先知道温度的实际变化情况,所以在施工控制中是难以考虑的。通常都是将控制理想状态定位在某一特定温度下,从而将温度变化对结构的影响相对排除。一般是将一天中温度变化较小的早晨作为控制所需实测数据的采集时间,。季节温差对主梁挠度的影响比较简单,其变化是均匀的,可采集各节段在各施工阶段的温度,输入计算机,分析其对挠度的影响。但对桥体内温度残余影响要予以重视。

4.材料收缩、徐变

对混凝土桥梁结构而言,材料收缩、徐变对结构内力、变形有较大影响,这主要是由于大跨径桥梁施工中混凝土普遍存在加载龄期小、各阶段龄期相差大等引起的,控制中要予以认真研究,以期采用合理的、符合实际的徐变参数和计算模型。

二、施工质量控制的目的与意义

随着交通事业的不断发展,我国相继修建了许多预应力连续梁桥梁。由于连续梁受力合理,施工方便等优点在工程中被大量采用。为了在建桥中不中断桥下交通、通航、跨越山谷沟壑而不设造假昂贵的支架,在预应力混凝土桥梁中引入的自架设体系的施工方法并得以广泛的应用,由于自架设体系施工方法的广泛应用,给桥梁结构带来较为复杂的内力和变形的变化,为了保证抢粮施工的质量和安全,桥梁施工质量控制是必不可少的。

混凝土桥梁除了材料本身(非均质和材料特性)因素外,还受温度,风载,气候等因素的影响,施工过程中层混凝土之间的相互影响,施工及成桥各阶段的受力体系及所受荷载等不断的变化,桥梁的内力和变形都比较复杂,再加上实际施工阶段工作因素的影响,使成桥内力和线形与设计状态严重偏离,从而导致大桥合拢困难,给桥梁施工质量、安全、可靠性及经济性等方面带来不利的影响。为了保证施工质量,必须对桥梁施工的整个过程进行严格的施工控制,用分析程序对多工序、多阶段施工过程进行模拟,计算各个阶段的内力和变形,将施工中的实际测量值与预计值进行比较、调整、修正,使计算值与实测值之间的差异最小,以便对结构的当前施工状态实施有效的控制,最终形成理想状态。

参考文献:

【1】向中富.桥梁施工控制技术.北京:人民交通出版社,2001

【2】范立础.预应力混凝土连续梁桥.北京:人民交通出版社,1999

【3】刘来君.大跨径桥梁施工控制不确定因数分析.长安大学硕士学位论文,2002

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