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1、 浅析桥梁施工技术控制方法摘要:随着国家“十二五”规划的运用而生,越来越多的大型复杂铁路、公路桥梁(以下简称“桥梁”正在如火如荼的建设。面对错综复杂的桥梁施工,如何加强桥梁施工技术的有效控制,虽是老话常谈,但要真做好有效控制,势必还要进一步的深入研究。本文旨在通过对广昆铁路螳螂江1#特大桥施工中的影响因素进行总结分析,在此基础上探讨施工的控制方法,并结合混凝土悬臂连续梁、斜拉桥的控制方法进行了初步探索,对提高施工质量和保证施工安全具有重要作用。关键词:桥梁施工,影响因素,控制方法中图分类号:k928.78文献标识码:a 文章编号:1 引言桥梁的规划和施工规模越来越大,高标准、高质量、高难度也随
2、之凸显。为了保证桥梁各项施工指标完全符合规定要求,必须对建桥的整个过程进行严格的控制和管理,达到安全、经济、合理的目的。桥梁施工过程的控制是对影响施工安全因素的控制,主要影响因素不同,而加上结构形式、施工特点、控制方法也不同。2 桥梁施工控制控制的主要影响因素桥梁施工控制的主要目的是对桥梁结构线形与内力状态的控制,使桥梁的结构线形最大程度的与理论相吻合。影响吻合程度的因素有很多,结构参数、结构分析计算模型、温度变化、混凝土材料收 缩、徐变、施工工艺、施工监测方法等都会对施工中桥梁的状态产生影响,必须全面了解这些影响因素,有针对性的制定控制方案。2.1结构参数。结构参数是任何桥梁施工中必须考虑的
3、因素。它包括结构构件尺寸和材料物理力学性质,规范中有允许出现误差,有规定的限值,这种误差会影响结构内力、变形等。材料参数的选取会影响结构计算结果。所以,要对构件尺寸进行动态的取值和误差分析,对混凝土材料参数进行现场抽样试验,动态控制参数的取值。2.2 结构分析计算模型。计算模型都是对结构进行简化,简化的模型肯定与实际存在误差。边界条件、模型精度等都是影响计算结果的因素。所以,数值计算结果肯定不会与理论计算结构完全相吻合,而且计算参数数值也和实际材料参数不完全一致,总是存在一定的误差。(图1、图2:广昆铁路螳螂江特大桥边界条件及模型控制2.3 温度变化。温度影响结构状态,温度的高低对结构影响很大
4、。包括季节温差、日照温差、骤变温差、残余温度、不同温度场等,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。测量白天的温度是指早晨6点、下午2点、晚上9点的平均值,测量黑夜的温度是指晚间9点、凌晨2点、6点的平均值。一般情况下,白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,本工程位于昆明市周边气温具有“一年四季如春”之所,因而对季节性温差和桥体内温度残余影响不是很大。 2.4 材料收缩、徐变。目前的桥梁施工大多数是以混凝土材料为主,我们知道材料收缩、徐变对结构有很大影响,混凝土的养护非常重要,选择合适的混凝土材料种类是必须认真考虑。2.5 施工工艺。当其他材料选取
5、都符合条件时,施工工艺成为结构安全控制的关键,要考虑各种突变条件和各种构件制作安装带来的误差,确保维护良好的施工工艺。(图3、图4:广昆铁路螳螂江特大桥施工工艺控制2.6 施工监测。监测是施工过程中必不可少的环节,要时刻掌握结构状态对结构变形带来的危害。内容有结构温度监测、应力监测、变形监测。仪器本身、测量方法、测量环境等因素,会导致监测结构的误差,带来合格的或者不合格的现象,要分析各种因素。以提高监测数据的可靠度。另外,施工过程中的管理。项目管理者、作业人员的自身专业技术水平不一样,施工质量就会有一定的影响。施工进度一旦赶不上计划进度,必然给后续的桥梁施工带来影响。比如需要两臂合拢的混凝土连
6、续梁,如果梁两个悬臂施工进度不一致,就会使两臂产生不同程度的变形,容易造成最终合拢困难。3桥梁施工控制方法桥梁施工控制视桥梁结构形式、施工方法,可分为事后控制法、预测控制法、自适应控制法、最大宽容度控制法等。3.1事后调整控制法。是在结构已经形成,却与设计不符,而后可 通过一定手段对其进行调整,使之达到要求。这种方法适用范围比较小,仅适用于结构内力和线形能够调整的情况,比如斜拉桥就能适用这种控制方法。根据具体实际情况,事后调整控制法又分两种,首先在桥梁施工过程中分为多个施工阶段,每个施工阶段完成后进行监测量控。当发现结构状态与设计不符时,采取调整斜拉索力来调节结构状态的方法进行调整,然后进行后
7、续施工,如此下一施工阶段继续调整,直到施工完成。这种方法缺点就是工作量大,调整索力不是很方便,结果也不一定很好。其次桥梁整体结构全部形成后,再检查结构状态,出现与设计不吻合时,对斜拉索力进行一次性调整,不分阶段调整。节省了调整次数。这种方法从理论上是可行的,但实施较困难。在对施工过程中的结构内力状态不清楚的条件下盲目进行调整,容易出现安全事故,且最终的线形难以达到预期效果。所以,事后调整法不是一个好的控制方法,只能是一个“补救措施”。3.2预测控制法。是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素和施工所要达到目标后,对结构的每一个施工阶段形成前后的状态进行预测,使施工沿着预定状态进行。预测法中提到
8、是预测,对每个阶段进行预测会有一定的误差,这是在所难免的。但是这种误差会在后续施工阶段进行预测,及时的调整预测,如此往复,直到全部施工阶段完成,达到设计效果。这种方法的优点就是适用于所有桥梁。有些桥梁的施工阶段已经成型,无法进行调整控制,必须在后 续施工阶段进行预测调控。悬臂施工的预应力混凝土连续刚构桥的施工就是这样的,某阶段的变形、内力控制已经定型,必须在后续施工阶段进行预测控制。因此,预测控制法是桥梁施工控制的主要方法。3. 3自适应控制法。也称参数识别修正法。计算模型的过程由系统控制。在控制开始时出现输入的设计参数与实际参数取值不完全相符,系统就不能按设计要求得到符合实际的输出结果,但是
9、在系统的运行过程中,系统会在设定程序的指令下进行参数识别或参数估计,对参数进行不断的修正,知道与设计相符,从而实际问题得到控制。3. 4最大容许度法。是指在设计时给予主梁标高和内力最大的宽容度,即误差的容许值,分阶段的误差也有容许值。优点就是减少了控制的难度,随之而来的是其他问题,如斜拉索的制作长度问题等。对于现有支架施工中的支架安全控制则主要通过对支架应力、变形进行跟踪监测,并将其监测值与相应计算值比较,判断是否在安全范围内,若有异常出现,则暂停施工,查找原因,确保施工安全。以上四种施工控制方法各有优缺点,以预测控制法为主,综合考虑桥梁结构形式、施工特点及具体控制的内容及影响控制的主要因素来选取控制方法。4 结束语桥梁施工控制是一项复杂而具体的工作，贯穿在整个施工过程中， 越来越受到业内士的高度重视，控制中的问题也越来越多，难度不 断增大。控制施工的基本思路就是针对结合桥梁的结构形式、施工 特点，最大程度的控制影响因素。选择合适的控制方法，是控制成 功的关键。同时，施工过程中还需要工程参与者能够通力配合, 更 需要足够的责任心，才能达到完美的结果。 注：文章内所有公式及图表请用 pdf 形式查看。
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