论文部分内容阅读
【摘 要】跨度预应力混凝土桥梁施工过程中结构的实际状态与设计状态很难完全吻合， 加上无支架施工方法的应用， 必然给桥梁结构带来非常复杂的内力和位移变化，因此桥梁的施工控制是不可缺少的。本文分析了大跨度预应力混凝土桥梁施工控制的影响因素，并详细阐述了大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术措施。
【关键词】预应力混凝土；桥梁；施工控制；结构参数；质量控制
一、大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术的影响因素
（一）结构参数
不论何种桥梁的施工控制，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。 结构参数主要包括以下几个方面。
1、结构构件截面尺寸
截面尺寸误差将直接导致截面特性计算的误差，从而直接影响结构内力、 变形等的分析结果。所以，控制过程中要通过实测数据对结构尺寸取值进行动态修正并作误差分析。
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，对超静定结构的分析结果影响更大，但施工成品构件的弹性模量（主要是混凝土结构）总是与设计采用值有一定差别。
3、材料容重
材料容重是产生结构在施工过程中的内力与变形的主要影响因素，控制中必须要计入实际容重与设计值间可能存在的误差，特别是混凝土材料。施工控制中必须对其进行准确的测量识别。
4、材料热膨胀系数
热膨胀系数的准确与否也将对控制产生影响。对实际的桥梁结构要进行抽样调查验证，并结合同类型桥梁的经验对取值作类比分析。
（二）施工监测误差
施工监测是桥梁施工控制中最基本的技术手段之一，包括应力监测、变形监测等。因测量仪器本身、仪器安装、测量方法、数据采集、环境情况等方面存在误差，所以结构监测总是存在误差。该误差一方面可能造成结构实际参数、状态与设计或控制值吻合较好的假象，另一方面也可能造成将本来较好的状态调整变差的情况发生。所以，保证测量的可靠性对控制极为重要。
（三）结构计算分析模型
对实际桥梁结构进行简化而建立的计算模型， 会与实际结构的真实情况之间存在误差，包括各种假定条件、边界约束条件的处理和模型本身的精度等方面。控制中需要在这方面做大量工作，如建立最能反映结构实际特征的模型和分析方法，必要时还要进行专门的试验研究，以使计算模型误差所产生的影响减到最低限度。同时，可通过对多种方法的计算结果作对比分析，验证计算结果的正确性。
（四）温度变化
温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，在不同时刻对结构状态，包括结构应力以及变形进行量测，其结果是不一样的。有时由于温差过大，会使结构产生过大的变形和附加应力，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、不同温度场分布等，而在原定控制状态下又无法预先知道温度的实际变化情况，所以在控制中是难以考虑的（要考虑也将是非常复杂的）。通常都是将控制理想状态定位在某一特定温度下，从而相对排除温度变化对结构的影响。
（五）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、变形有较大的影响，这主要是由于施工中混凝土普遍加载龄期短，各阶段龄期相差较大，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、大跨度预应力混凝土桥梁的施工控制技术措施
（一）准备阶段的施工控制
1、对桥梁工程结构的全面分析
目前，对桥梁工程施工控制中的结构分析主要有无应力状态法、正装分析法以及倒装分析法。
无应力状态法是在桥梁构件、无应力长度与曲率等要素保持不变的前提下，分析桥梁的结构状态，并将其结构安装的中间状态与终结状态进行联系，为结构分析提供有效方法。
正装分析法是在施工过程中按照桥梁工程结构的加载顺序对结构变形与受力进行分析，并计算施工内力与位移，依据不同的计算原则选择相应的参数，以此获得工程结构的控制参数。
倒装分析法按照施工逆顺序，对桥梁结构进行分析，在分析中以成桥的理性承载状态为依据，按照施工逆顺序进行逆计算，以此获得各施工阶段的结构控制参数。
2、对线性控制技术的科学运用
对于大跨度预应力混凝土桥梁的建设施工技术而言，线性控制技术在桥梁工程中的运用是较为普遍的，通过分析桥梁整体结构，进行科学设计，并对施工过程进行有效控制。预拱度作为桥梁线性控制的重要参数，对桥梁主跨与边跨的合拢程度起到重要的决定作用，同时对应力的分布情况起到关键作用，因此，对桥梁预拱度的控制非常重要。线性控制技术主要对桥梁预拱度进行计算与控制，通过保证预拱度的合理科学，来实现桥梁施工的及时性与连续性。
3、对桥梁形状的合理选择
一般情况下，普通的桥梁常采用 T 型或槽型的桥梁截面，而大跨度预应力混凝土桥梁在截面形状的选择上与此有很大差别，其截面形状采用的是变截面箱型的结构，与一般形状相比，这种截面形状的承载能力更强，且自重较轻。另外，对桥梁截面形状的选择，受到桥梁自身跨度的弯矩以及分布不均等因素的影响，综合各种因素，变截面箱型的结构形状是桥梁截面形状的最佳选择。
（二）施工过程的质量控制
1、对施工材料的质量控制
当前，在桥梁建筑的投入运行中，常常会出现桥梁坍塌等安全事故，造成这些事故的主要原因之一就是施工过程中所采用的材料不合格。在桥梁工程中，施工材料是非常重要的施工质量基础，其质量的好坏直接影响了桥梁工程的整体质量。因此，在施工过程中，对施工材料的选择与使用要进行严格控制，严抓材料的进场流程，保证施工材料的质量。
2、对施工工序的严格控制
在施工过程中，要严格按照设计方案与标准工序进行施工，不得对任何一个环节产生疏漏，严格控制工程的施工工序，保证无任何差错的出现，避免因施工工序的不合理而造成的施工质量问题。例如，在桥梁工程的预应力施工过程中，对钢筋骨架进行张拉时，沿严格按照拉力标准进行，切不可擅自改变其拉力标准，影响钢筋的预应力，最终对桥梁的质量造成严重影响。
3、对施工人员的管理控制
首先，要建立健全人员管理制度，对施工规则与标准进行明确规定，并在施工中对施工人员实行相应的奖惩策略，以保证施工人员的施工热情；
其次，强化对施工人员的教育培训，开展施工技术的交底工作，在提高施工人员质量意识与安全意识的同时，提高施工人员的施工水平，以保证桥梁工程的施工质量；
最后，要加强责任管理，将施工责任落实到每一个施工人员，并对相关的施工负责人以及施工人员的职责进行明确，加强对其在施工过程中的严格监督，保证每一位施工人员的施工质量，在保证桥梁工程的整体质量的前提下，提高施工效率，以实现桥梁工程经济效益与社会效益的有机统一。
参考文献：
[1]张君瑞，汤洪伟.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].科技与企业，2012.7.
[2]焦江华.大跨度预应力桥梁工程中的施工工艺与质量控制措施[J].科技传播，2013.2.
[3]曾军.浅论公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制[J].质量论坛，2008.7.
【关键词】预应力混凝土；桥梁；施工控制；结构参数；质量控制
一、大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术的影响因素
（一）结构参数
不论何种桥梁的施工控制，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。 结构参数主要包括以下几个方面。
1、结构构件截面尺寸
截面尺寸误差将直接导致截面特性计算的误差，从而直接影响结构内力、 变形等的分析结果。所以，控制过程中要通过实测数据对结构尺寸取值进行动态修正并作误差分析。
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，对超静定结构的分析结果影响更大，但施工成品构件的弹性模量（主要是混凝土结构）总是与设计采用值有一定差别。
3、材料容重
材料容重是产生结构在施工过程中的内力与变形的主要影响因素，控制中必须要计入实际容重与设计值间可能存在的误差，特别是混凝土材料。施工控制中必须对其进行准确的测量识别。
4、材料热膨胀系数
热膨胀系数的准确与否也将对控制产生影响。对实际的桥梁结构要进行抽样调查验证，并结合同类型桥梁的经验对取值作类比分析。
（二）施工监测误差
施工监测是桥梁施工控制中最基本的技术手段之一，包括应力监测、变形监测等。因测量仪器本身、仪器安装、测量方法、数据采集、环境情况等方面存在误差，所以结构监测总是存在误差。该误差一方面可能造成结构实际参数、状态与设计或控制值吻合较好的假象，另一方面也可能造成将本来较好的状态调整变差的情况发生。所以，保证测量的可靠性对控制极为重要。
（三）结构计算分析模型
对实际桥梁结构进行简化而建立的计算模型， 会与实际结构的真实情况之间存在误差，包括各种假定条件、边界约束条件的处理和模型本身的精度等方面。控制中需要在这方面做大量工作，如建立最能反映结构实际特征的模型和分析方法，必要时还要进行专门的试验研究，以使计算模型误差所产生的影响减到最低限度。同时，可通过对多种方法的计算结果作对比分析，验证计算结果的正确性。
（四）温度变化
温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，在不同时刻对结构状态，包括结构应力以及变形进行量测，其结果是不一样的。有时由于温差过大，会使结构产生过大的变形和附加应力，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、不同温度场分布等，而在原定控制状态下又无法预先知道温度的实际变化情况，所以在控制中是难以考虑的（要考虑也将是非常复杂的）。通常都是将控制理想状态定位在某一特定温度下，从而相对排除温度变化对结构的影响。
（五）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、变形有较大的影响，这主要是由于施工中混凝土普遍加载龄期短，各阶段龄期相差较大，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、大跨度预应力混凝土桥梁的施工控制技术措施
（一）准备阶段的施工控制
1、对桥梁工程结构的全面分析
目前，对桥梁工程施工控制中的结构分析主要有无应力状态法、正装分析法以及倒装分析法。
无应力状态法是在桥梁构件、无应力长度与曲率等要素保持不变的前提下，分析桥梁的结构状态，并将其结构安装的中间状态与终结状态进行联系，为结构分析提供有效方法。
正装分析法是在施工过程中按照桥梁工程结构的加载顺序对结构变形与受力进行分析，并计算施工内力与位移，依据不同的计算原则选择相应的参数，以此获得工程结构的控制参数。
倒装分析法按照施工逆顺序，对桥梁结构进行分析，在分析中以成桥的理性承载状态为依据，按照施工逆顺序进行逆计算，以此获得各施工阶段的结构控制参数。
2、对线性控制技术的科学运用
对于大跨度预应力混凝土桥梁的建设施工技术而言，线性控制技术在桥梁工程中的运用是较为普遍的，通过分析桥梁整体结构，进行科学设计，并对施工过程进行有效控制。预拱度作为桥梁线性控制的重要参数，对桥梁主跨与边跨的合拢程度起到重要的决定作用，同时对应力的分布情况起到关键作用，因此，对桥梁预拱度的控制非常重要。线性控制技术主要对桥梁预拱度进行计算与控制，通过保证预拱度的合理科学，来实现桥梁施工的及时性与连续性。
3、对桥梁形状的合理选择
一般情况下，普通的桥梁常采用 T 型或槽型的桥梁截面，而大跨度预应力混凝土桥梁在截面形状的选择上与此有很大差别，其截面形状采用的是变截面箱型的结构，与一般形状相比，这种截面形状的承载能力更强，且自重较轻。另外，对桥梁截面形状的选择，受到桥梁自身跨度的弯矩以及分布不均等因素的影响，综合各种因素，变截面箱型的结构形状是桥梁截面形状的最佳选择。
（二）施工过程的质量控制
1、对施工材料的质量控制
当前，在桥梁建筑的投入运行中，常常会出现桥梁坍塌等安全事故，造成这些事故的主要原因之一就是施工过程中所采用的材料不合格。在桥梁工程中，施工材料是非常重要的施工质量基础，其质量的好坏直接影响了桥梁工程的整体质量。因此，在施工过程中，对施工材料的选择与使用要进行严格控制，严抓材料的进场流程，保证施工材料的质量。
2、对施工工序的严格控制
在施工过程中，要严格按照设计方案与标准工序进行施工，不得对任何一个环节产生疏漏，严格控制工程的施工工序，保证无任何差错的出现，避免因施工工序的不合理而造成的施工质量问题。例如，在桥梁工程的预应力施工过程中，对钢筋骨架进行张拉时，沿严格按照拉力标准进行，切不可擅自改变其拉力标准，影响钢筋的预应力，最终对桥梁的质量造成严重影响。
3、对施工人员的管理控制
首先，要建立健全人员管理制度，对施工规则与标准进行明确规定，并在施工中对施工人员实行相应的奖惩策略，以保证施工人员的施工热情；
其次，强化对施工人员的教育培训，开展施工技术的交底工作，在提高施工人员质量意识与安全意识的同时，提高施工人员的施工水平，以保证桥梁工程的施工质量；
最后，要加强责任管理，将施工责任落实到每一个施工人员，并对相关的施工负责人以及施工人员的职责进行明确，加强对其在施工过程中的严格监督，保证每一位施工人员的施工质量，在保证桥梁工程的整体质量的前提下，提高施工效率，以实现桥梁工程经济效益与社会效益的有机统一。
参考文献：
[1]张君瑞，汤洪伟.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].科技与企业，2012.7.
[2]焦江华.大跨度预应力桥梁工程中的施工工艺与质量控制措施[J].科技传播，2013.2.
[3]曾军.浅论公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制[J].质量论坛，2008.7.