大跨度预应力桥梁工程中的施工工艺与质量控制措施

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摘要 大跨度预应力施工是当前桥梁工程的重要施工方式，但由于其施工的过程相对较为复杂，由此，对于大跨度预应力桥梁工程中的施工工艺以及质量控制的措施的分析和探讨有着十分重要的现实意义。大跨度预应力桥梁在施工中的影响因素较多，在实际的施工过程中，大跨度的预应力桥梁施工的主要目的在于使桥线性以及内力最大限度符合设计要求，通过对连续桥梁施工控制的各个因素进行分析，为大跨度预应力桥梁工程的施工工艺以及质量控制提供了可供参考的经验。

关键词 大跨度；预应力；桥梁工程；施工工艺；质量控制；措施

中图分类号U445 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）85-0133-02

混凝土桥梁的实际设计过程中，相关参数的选择以及桥梁的施工状况的确定以及结构分析模型等多种要素，对桥梁的结构都产生了影响，同时由于混凝土材料的不均匀性以及不稳定性，大跨度预应力混凝土中的连续梁、T型钢结构以及连续钢构等桥梁施工当中，实际的桥梁的结构状态难以与设计过程中的结构相符合，由此大跨度桥梁的施工当中，应针对施工预拱度、主桥梁梁体内部的应力建立的施工控制体系。当前大跨度桥梁工程项目的控制方式有三种，首先可使用纠偏终点方法；其次可使用现代控制理论当中的自适应控制方法，最后在实际设计中可使用主梁标高以及内力最大误差允许值的控制方法。

1 大跨度预应力桥梁施工控制结构分析方法

大跨度预应力桥梁的施工工艺较为复杂，影响桥梁工程质量的因素较多，对设计以及其施工的技术要求较高，在实际的施工过程中容易遇到难以预料的问题，要达到实际的施工标准，实现对工程项目质量的控制，保证大跨度桥梁施工的安全顺利进行，保证建设后的桥梁的线形，符合桥梁的内力符合实际设计的要求，由此应严格监控特大型桥梁的施工，及时有效处理施工过程中的各种误差。

大跨度预应力桥梁的施工控制结构分析方法是指理论模型的构建和相关模型的计算方法，包括桥梁结构在各个阶段的内力以及挠度计算，各个施工阶段的参数控制等，结构计算是桥梁监控以及质量控制的理论依据。当前主要的计算方法包括正算法、倒拆法和无应力状态法。

1.1 正算法

正装计算法简称为正算法，是按照桥梁结构的实际施工加载顺序实现桥梁结构变形以及受力分析，而后依次计算出施工阶段架设桥梁结构的施工内力以及位移。根据计算的原则选择好相应的参数，而后获得相关的控制参数，结构按照正算法所控制的参数以及顺序施工完成后，在理论上桥梁的恒载内力以及主梁线应与预定的理想状况保持一致。在桥梁工程的设计和计算过程中，正算法的应用较为普遍。

1.2 倒拆法

倒装计算法简称为倒拆法，与正算法相反，是按照桥梁结构实际施工加载顺序的逆过程进行分析，以成桥的理想恒载状态为基础，按照与桥梁施工的相反步骤，逐步倒退计算或者施工阶段的质量控制参数，桥梁结构在按照正装顺序完成施工后，就理论上而言，其恒载内力以及线形将达到预定的状态，倒拆法在斜拉桥梁施工计算中应用广泛。

1.3 无应力状态法

也可称为零弯矩应力法，将桥梁结构当中的各个构件以及单元无应力长度以及曲率定义为保持不变，从而实现了对桥梁结构的状态分析。通过将桥梁结构安装的中间状态以及终结状态连接起来，实现了对桥梁结构受力状态的分析，无应力状态分析法在大跨度拱桥以及悬索桥上应用较为广泛。

2 测量主梁线形

2.1 主梁挠度、轴线以及顶面高程的测量

在桥梁的每一段悬臂端梁顶部设置2到4个标高点以及1个轴线点。桥梁上的观测点使用短钢筋或者钢板预埋处理，同时使用鲜艳的标识进行编号。桥梁标高的测量一般可选择水准仪，在测量的过程中，应根据桥梁的施工顺序，在施工的每一小段按照三种不同的施工工况实现对桥梁主梁的挠度的独立测量以及校核。主梁轴线的测量可使用全站仪或者钢尺等工具，在对其前端偏位的测量时可使用测小角法或者视准法。视准过程中，应将轴线的后视点引到过渡墩，而后使用远点控制近用近距离测量点。实际的主梁的顶面混凝土高程测量当中，同样的截面测试点取2个～4个，同时根据横坡取测量结果的平均值，由此得出了主梁顶面的高程值。并且在不同的施工条件下，通过观察可得出主梁的挠度的变化值，同时也能观察出给定立模标高的高程值，同时也可观测到主梁顶面高程值，通过数值之间的相互比较，则可得出桥梁的施工质量。

2.2 测量主梁立模标高

主梁立模标高的测量应使用精密水准仪器，桥梁的立模标高测量应避开温差较大的时间段进行施工。在桥梁施工单位立模到位以及测量完成后，工程项目的施工监理单位可对施工的立模标高进行检测，以及不定期抽测。

2.3 测量同跨两边对称截面相对高差和多跨线形

当桥梁施工两边的节段相同，也就是两边施工对称时，对称截面的相对高差可通过直接测量进行分析比较。当施工节段并不相同时，对称节段的相对高差不符合可比性，那么可选择施工较慢的最末端截面以及施工较快已施工的对应截面测量相对高差。在高差的测量当中，同样的对称截面可进行多点的测试，并以横坡为根据取其平均值作为测量的结果，从而得出了对称截面对应点的相对高差。除了要确保各跨线形保持在控制的范围之内，还应对主梁全程线形不定时的检测，从而为桥梁线形的协调性调整奠定了基础。

3 测量主梁结构应变以及分析应力

3.1 布点时间

当桥梁主梁钢筋的布置基本完善、在进行混凝土的浇筑施工之前，应在控制断面实现传感元件的预埋，并实现相关元件的防护。大跨度的预应力桥梁应注重测试和控制桥梁结构的纵向应力。由此在布点过程中，应将传感元件沿着纵向进行布置，并且用铁丝捆扎，使其固定在在主梁纵向钢筋的上缘或者下缘。

3.2 传感元件测试及其应变测量

当前，市场上的混凝土应力的测试传感器有多种类型，当前一般使用钢弦应变计，具有较好的测试效果。钢弦传感器应变以及频率间的关系是通过标定表以及折线图等形式表示出来，通过二次曲线或者三次曲线以最小二乘法进行拟合，从而得出了符合实际的表达式。

4 质量控制以及测试中注意的问题

4.1 资料的收集和整理

大跨度桥梁的施工是一个较为复杂的过程，由此施工监测所涉及到的资料以及数据也较多。除了桥梁的设计资料之外，还包括桥梁施工方面的资料，例如工艺、方案、组织设计以及与挂篮、模板等相关的施工数据。桥梁上的主要施工机械设备重量和施工荷载等等。在施工之前应做好施工资料的收集和整理。

4.2 合理调整测试点的数值

大跨度预应力桥梁工程的设计施工包括混凝土浇注、振捣和硬化等过程。混凝土的硬化更是一个复杂变化的过程，有水化热温升以及自身体积收缩等现象。为了保证测试点初始值的准确性，实时控制桥梁的质量，则应在浇筑混凝土后进行跟踪观测，在测试值稳定后才将其作为初始值。部分测试点需要经过较长的时间才能稳定，由此应在施工过程当中配合测量，而这部分测量点可在发现数据存在明显不合理以及异常时可适当调整。

4.3 记录好施工变化

大跨度桥梁的实际施工当中，难以避免地存在问题，甚至将影响正常施工顺序，同时也将影响施工荷载，在实际的测试过程中，应注意施工顺序的变化，同时应进行详尽的记录，部分变化将对测试的结果产生直接的影响。此外若是测试当中存在个别测点的异常现象，则应及时检查，尽快排除干扰因素。根据实际的施工经验来看，当测点周边停放施工器械或者由于测试点上存有积水，也将影响测试结果。

4.4 传感元件的设置

对于能有效反映桥梁结构工作特性应力的关键测试部位，可适当多设置传感元件，从而防止在元件的安装以及测试当中而造成的损坏，并且由于传感仪器的损坏测试不了关键的数据，同时还可使用其他的方式以及其他类型的传感元件进行同步测试。

4.5 混凝土试验

由于施工当中的混凝土存在变易性的性质，由此在实际的应力测试过程中，应根据实际的施工状况，对混凝土的性质进行测试和观测，例如观测混凝土的弹性模量、干缩量，若是具备其他的条件还可进行其他性质的测试，以测试的数据为基础进行分析，从而减少桥梁施工当中的误差。

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