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摘要:本文通过对连续桥梁悬臂施工浇筑中挠度控制问题相关探讨,并且针对悬臂浇筑过程中的挠度控制因素提出了相应的解决措施,希望为控制连续桥梁悬臂施工浇筑中的挠度提供一些技术参考。
关键词:连续桥梁:悬臂浇筑: 挠度控制
0引言
随着我国交通事业的蓬勃发展,桥梁建设也得到了前所未有的发展机遇。然而,各种桥梁质量问题相继曝光,给桥梁建设的快速发展带来了巨大的阻力。因此,保证桥梁施工质量和施工安全,是桥梁建设工作中不容忽视,必须严格遵守的规章。在桥梁建设的过程中,桥梁施工控制是不可缺少的,尤其的是线形控制。它是針对桥梁失控问题的主要控制环节,其核心控制基础就是施工过程中的挠度控制。换而言之,连续梁桥悬臂浇筑施工时,挠度控制的好坏直接影响到连续梁桥成桥后正常使用状态下的线形,直接影响着成桥状态的线形平顺、美观性以及可控制性。因此,对连续桥梁悬臂施工浇筑中挠度控制进行相关的探讨显得十分必要。
1影响挠度控制的主要因素
在进行连续桥梁悬臂施工浇筑中挠度控制问题的探讨过程中,分析影响其挠度控制的主要因素,并采取相应措施进行处理,是控制连续桥梁悬臂施工浇筑挠度的有效途径。然而,在实际的连续桥梁悬臂施工浇筑的过程中,影响悬臂浇筑施工挠度控制的因素有很多。其中,挂篮的定位以及变形、混凝土的弹性模量、结构尺寸以及混凝土的收缩变形都是影响挠度控制的主要原因。
1.1挂篮变形
挂篮的定位是连续桥梁悬臂浇施工过程中的一道重要的施工工序。由于挂篮变形预测的误差将直接导致节段高程的绝对误差和相对误差,挂篮体系的变形对于连续梁桥悬臂浇筑施工结构挠度的控制起着重要的作用。因此,挂篮体系的变形在悬臂浇筑混凝土的过程中是不可忽视的。但是实际操作中又难以有效避免。主要是因为挂篮的操作流程需要历经挂篮定位、立模、浇筑、张拉、拆模等过程,流程复杂。此外,挂篮的非弹性变形均不相同,致使每次移动挂篮的过程中,各种不确定因素对挂篮的非弹性变形的影响也无法预知,导致挂篮的定位存在较大问题。如果定位与理论设计位置偏差较大,会加大挂篮变形程度,严重影响悬梁浇筑的挠度控制。此外,浇筑完成后,挂篮还要不断的前移定位,如此反复循环,挂篮定位变形问题更加突出。针对挂篮体系的变形问题,在实际的施工过程中,一般可以参考挂篮预压试验的资料,推测待建梁体挂篮的预抛高,等待拖动挂篮到位后,通过将挂篮预压一段时间,致使非弹性变形稳定,从而控制挂篮的变形程度,再调节螺杆定位标高
1.2混凝土弹性模量
在悬臂浇筑的设计过程中,所有梁段混凝土弹性模量和比重均是参照规范取值,而具体到实际操作过程,由于混凝土材料性质不可能与理论值相同,从而导致混凝土弹性模量、比重都与理论存在一定的差异。然而,混凝土弹性模量的取值大小对于结构的计算分析有非常重要的影响,混凝土的弹性模量不仅影响整体计算刚度,而且影响后期混凝土的徐变,最终将反映到结构的实际变形。为了有效的控制混凝土弹性模量对悬臂浇筑挠度的控制的影响,在实际操作中一般需要根据现场验对计算模型中混凝土的弹性模量和混凝土比重做出修正,避免得到的混凝土弹性模量数值偏大或者偏小,以减少对悬臂浇筑挠度控制的影响。
1.3结构超重
在主梁的施工过程中,结构节段实际的混凝土用量可能因混凝土浇筑引起的模板走样,进而使混凝土的浇筑量显著增加与理论设计用量产生一定的偏差,这种偏差将导致结构节段混凝土超重、恒载与理论计算值存在偏差。尽管在短期内,微小的增量不会对结构造成明显的影响,但是,根据堆积荷载的效应,随着悬臂长度的增长,产生主梁的竖向挠度变形程度会加剧,导致这种偏差对结构节段影响也会陡然增加。此外,除了施工操作问题之外,施工材料的长时间堆积也会形成相同的堆积效果,当堆积材料重量较大或者距离主墩较远时,也会形成主梁的竖向挠度变形,影响悬臂浇筑施工挠度的控制。针对这种问题,在实际的操作过程中,常常需要通过根据截面的含筋量、混凝土用量来估计结构的超重,并且根据结构节段施工的实测反馈数据加以理论值的修复与计算,此外,对于有重型的施工材料的堆积情况,必须及时进行现场清理,有效地控制测量和定位误差,进而控制悬臂浇筑挠度。
1.4预应力张拉影响
由于实际的操作过程要做到两端同步张拉是极其困难的,其本身存在的误差较大,再加上油压表精度和预应力损失的影响,特别容易造成张拉时截面不对称受力,导致实测的预应力钢束引伸量或悬臂端预应力引起的结构变位通常与设计理论值有较大的出入,当截面不对称压力较大时,畸变效应不可避免,截面横向坡度也随之发生变化,影响标高的测量结果,造成实际测量标高与理论计算标高的误差,对悬臂浇筑施工过程中的挠度控制造成影响。因而,在实际操作过程中,为了减小这一因素对其挠度的影响,需要改进预应力的张拉工艺,确保预应力张拉的同步到位,此外,还需要根据张拉后梁体实际上挠值与理论计算对施工预抛高做出修正。
1.5混凝土收缩徐变
在大型混凝土施工的过程中,混凝土的收缩徐变是无法避免的,对混凝土工程造成严重的损伤,然而在悬臂浇筑的施工过程中,混凝土的收缩徐变更是对连续桥梁的挠度控制形成不利的影响。混凝土收缩徐变的影响因素较多,既包括内部材料特性、几何性质、养护条件,又包括外部环境条件和荷载条件,故在建立结构模型时应结合实际情况充分考虑各种影响因素,把一些确定性的因素估计正确,如永久荷载、临时荷载、加载时间等。然而,即使如此,由于实际操作与理论计算必然存在误差,在实际操作过程中还必须通过梁体浇筑后挠度值与理论计算值对比分析对施工预抛高做出修正。并且,做好混凝土浇筑施工中的后期养护工作,减少收缩徐变带来的影响。
2悬臂浇筑施工的挠度控制
2.1结构预拱度的设置
结构预拱度的合理设置是控制悬臂浇筑挠度的有效措施,在施工过程中需要引起高度的重视。结构预拱度的设置内容有很多,但主要包括:挂篮体系变形的预抛高、成桥后活载引起的预变位以及结构施工过程中的预变位等,但是由于悬臂梁的挠度计算涉及到计算图式、活载、预加力位置和张拉的模拟以及长时间徐变等因素的影响,挠度的精确计算极其复杂,在施工控制之前应反复地校核计算数据并与设计数据比较从而发现问题。此外,在施工控制过程中,也应根据实测的高程数据修正结构分析参数,从而合理的设置结构的预拱度,进而有效地控制悬臂浇筑挠度。
2.2结构的挠度控制
挂篮前移定位高程控制、混凝土浇筑后高程控制以及预应力张拉后高程控制是悬臂浇筑施工过程中三个关键控制点,在施工过程中,必须严格管控,从而实现对悬臂浇筑挠度的有效控制。针对挂篮前移定位高程控制而言,应保证挂篮前吊带的均匀受力,后吊带与后锚收紧,从而确保控制点定位高程的准确性。此外,为了方便修正已建结构高程的计算值和预测待浇节段的计算参数,针对混凝土浇筑后控制高程控制,需要实时地对由于混凝土浇筑后各控制点的高程进行调整与优化。最后,对预应力张拉后结构控制高程的测量需要与利用实测结构参数反馈计算值的差异进行比较,从而了解预加力值是否发生偏差,以便及时做出修改与调整。
3结束语
在实际的施工过程中,必须明确各阶段挠度控制的方法,合理控制桥梁各阶段挠度和应力,加大人员以及设备的监控力度。只有这样,才能有效地实现连续桥梁悬臂施工浇筑中的挠度控制。
参考文献
[1]陈经伟,吴迅.大跨度连续刚构桥梁悬浇施工挠度控制分析。广州大学土木工程学院,广州2008
[2]张继尧,王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社。2004.
关键词:连续桥梁:悬臂浇筑: 挠度控制
0引言
随着我国交通事业的蓬勃发展,桥梁建设也得到了前所未有的发展机遇。然而,各种桥梁质量问题相继曝光,给桥梁建设的快速发展带来了巨大的阻力。因此,保证桥梁施工质量和施工安全,是桥梁建设工作中不容忽视,必须严格遵守的规章。在桥梁建设的过程中,桥梁施工控制是不可缺少的,尤其的是线形控制。它是針对桥梁失控问题的主要控制环节,其核心控制基础就是施工过程中的挠度控制。换而言之,连续梁桥悬臂浇筑施工时,挠度控制的好坏直接影响到连续梁桥成桥后正常使用状态下的线形,直接影响着成桥状态的线形平顺、美观性以及可控制性。因此,对连续桥梁悬臂施工浇筑中挠度控制进行相关的探讨显得十分必要。
1影响挠度控制的主要因素
在进行连续桥梁悬臂施工浇筑中挠度控制问题的探讨过程中,分析影响其挠度控制的主要因素,并采取相应措施进行处理,是控制连续桥梁悬臂施工浇筑挠度的有效途径。然而,在实际的连续桥梁悬臂施工浇筑的过程中,影响悬臂浇筑施工挠度控制的因素有很多。其中,挂篮的定位以及变形、混凝土的弹性模量、结构尺寸以及混凝土的收缩变形都是影响挠度控制的主要原因。
1.1挂篮变形
挂篮的定位是连续桥梁悬臂浇施工过程中的一道重要的施工工序。由于挂篮变形预测的误差将直接导致节段高程的绝对误差和相对误差,挂篮体系的变形对于连续梁桥悬臂浇筑施工结构挠度的控制起着重要的作用。因此,挂篮体系的变形在悬臂浇筑混凝土的过程中是不可忽视的。但是实际操作中又难以有效避免。主要是因为挂篮的操作流程需要历经挂篮定位、立模、浇筑、张拉、拆模等过程,流程复杂。此外,挂篮的非弹性变形均不相同,致使每次移动挂篮的过程中,各种不确定因素对挂篮的非弹性变形的影响也无法预知,导致挂篮的定位存在较大问题。如果定位与理论设计位置偏差较大,会加大挂篮变形程度,严重影响悬梁浇筑的挠度控制。此外,浇筑完成后,挂篮还要不断的前移定位,如此反复循环,挂篮定位变形问题更加突出。针对挂篮体系的变形问题,在实际的施工过程中,一般可以参考挂篮预压试验的资料,推测待建梁体挂篮的预抛高,等待拖动挂篮到位后,通过将挂篮预压一段时间,致使非弹性变形稳定,从而控制挂篮的变形程度,再调节螺杆定位标高
1.2混凝土弹性模量
在悬臂浇筑的设计过程中,所有梁段混凝土弹性模量和比重均是参照规范取值,而具体到实际操作过程,由于混凝土材料性质不可能与理论值相同,从而导致混凝土弹性模量、比重都与理论存在一定的差异。然而,混凝土弹性模量的取值大小对于结构的计算分析有非常重要的影响,混凝土的弹性模量不仅影响整体计算刚度,而且影响后期混凝土的徐变,最终将反映到结构的实际变形。为了有效的控制混凝土弹性模量对悬臂浇筑挠度的控制的影响,在实际操作中一般需要根据现场验对计算模型中混凝土的弹性模量和混凝土比重做出修正,避免得到的混凝土弹性模量数值偏大或者偏小,以减少对悬臂浇筑挠度控制的影响。
1.3结构超重
在主梁的施工过程中,结构节段实际的混凝土用量可能因混凝土浇筑引起的模板走样,进而使混凝土的浇筑量显著增加与理论设计用量产生一定的偏差,这种偏差将导致结构节段混凝土超重、恒载与理论计算值存在偏差。尽管在短期内,微小的增量不会对结构造成明显的影响,但是,根据堆积荷载的效应,随着悬臂长度的增长,产生主梁的竖向挠度变形程度会加剧,导致这种偏差对结构节段影响也会陡然增加。此外,除了施工操作问题之外,施工材料的长时间堆积也会形成相同的堆积效果,当堆积材料重量较大或者距离主墩较远时,也会形成主梁的竖向挠度变形,影响悬臂浇筑施工挠度的控制。针对这种问题,在实际的操作过程中,常常需要通过根据截面的含筋量、混凝土用量来估计结构的超重,并且根据结构节段施工的实测反馈数据加以理论值的修复与计算,此外,对于有重型的施工材料的堆积情况,必须及时进行现场清理,有效地控制测量和定位误差,进而控制悬臂浇筑挠度。
1.4预应力张拉影响
由于实际的操作过程要做到两端同步张拉是极其困难的,其本身存在的误差较大,再加上油压表精度和预应力损失的影响,特别容易造成张拉时截面不对称受力,导致实测的预应力钢束引伸量或悬臂端预应力引起的结构变位通常与设计理论值有较大的出入,当截面不对称压力较大时,畸变效应不可避免,截面横向坡度也随之发生变化,影响标高的测量结果,造成实际测量标高与理论计算标高的误差,对悬臂浇筑施工过程中的挠度控制造成影响。因而,在实际操作过程中,为了减小这一因素对其挠度的影响,需要改进预应力的张拉工艺,确保预应力张拉的同步到位,此外,还需要根据张拉后梁体实际上挠值与理论计算对施工预抛高做出修正。
1.5混凝土收缩徐变
在大型混凝土施工的过程中,混凝土的收缩徐变是无法避免的,对混凝土工程造成严重的损伤,然而在悬臂浇筑的施工过程中,混凝土的收缩徐变更是对连续桥梁的挠度控制形成不利的影响。混凝土收缩徐变的影响因素较多,既包括内部材料特性、几何性质、养护条件,又包括外部环境条件和荷载条件,故在建立结构模型时应结合实际情况充分考虑各种影响因素,把一些确定性的因素估计正确,如永久荷载、临时荷载、加载时间等。然而,即使如此,由于实际操作与理论计算必然存在误差,在实际操作过程中还必须通过梁体浇筑后挠度值与理论计算值对比分析对施工预抛高做出修正。并且,做好混凝土浇筑施工中的后期养护工作,减少收缩徐变带来的影响。
2悬臂浇筑施工的挠度控制
2.1结构预拱度的设置
结构预拱度的合理设置是控制悬臂浇筑挠度的有效措施,在施工过程中需要引起高度的重视。结构预拱度的设置内容有很多,但主要包括:挂篮体系变形的预抛高、成桥后活载引起的预变位以及结构施工过程中的预变位等,但是由于悬臂梁的挠度计算涉及到计算图式、活载、预加力位置和张拉的模拟以及长时间徐变等因素的影响,挠度的精确计算极其复杂,在施工控制之前应反复地校核计算数据并与设计数据比较从而发现问题。此外,在施工控制过程中,也应根据实测的高程数据修正结构分析参数,从而合理的设置结构的预拱度,进而有效地控制悬臂浇筑挠度。
2.2结构的挠度控制
挂篮前移定位高程控制、混凝土浇筑后高程控制以及预应力张拉后高程控制是悬臂浇筑施工过程中三个关键控制点,在施工过程中,必须严格管控,从而实现对悬臂浇筑挠度的有效控制。针对挂篮前移定位高程控制而言,应保证挂篮前吊带的均匀受力,后吊带与后锚收紧,从而确保控制点定位高程的准确性。此外,为了方便修正已建结构高程的计算值和预测待浇节段的计算参数,针对混凝土浇筑后控制高程控制,需要实时地对由于混凝土浇筑后各控制点的高程进行调整与优化。最后,对预应力张拉后结构控制高程的测量需要与利用实测结构参数反馈计算值的差异进行比较,从而了解预加力值是否发生偏差,以便及时做出修改与调整。
3结束语
在实际的施工过程中,必须明确各阶段挠度控制的方法,合理控制桥梁各阶段挠度和应力,加大人员以及设备的监控力度。只有这样,才能有效地实现连续桥梁悬臂施工浇筑中的挠度控制。
参考文献
[1]陈经伟,吴迅.大跨度连续刚构桥梁悬浇施工挠度控制分析。广州大学土木工程学院,广州2008
[2]张继尧,王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社。2004.