淺析特大斜拉橋施工監(jiān)控措施
2018-04-23
斜拉橋外觀優(yōu)美，結構堅固，經(jīng)濟成本適中，已經(jīng)成為了大跨徑橋梁的首先類型之一，斜拉橋通常都是高次超靜定結構，對施工精確度的要求很高，從選定施工方案開始，每一環(huán)節(jié)都必須嚴格依照施工方案進行準確計算。然而，由于受到預應力、拉索垂度、施工荷載、溫度變化、混凝土變化等因素的干擾，很容易導致施工誤差，而且這種誤差，很可能會隨著施工進展而繼續(xù)擴大，影響橋梁的安全性，因此，在特大斜拉橋施工過程中，必須要嚴格做好施工監(jiān)控工作，確保選擇最完善的施工工藝，對每個環(huán)節(jié)都進行精確的檢測，確保施工方向按照正確的軌道前進，保障橋梁的使用安全性。
一、監(jiān)控內容
施工控制工作需要準確的檢測結果作為依據(jù)，在斜拉橋整個施工過程中的每一個階段，都必須要認真檢測各項施工參數(shù)，計算出施工活動中出現(xiàn)的誤差，然后在依據(jù)誤差值，通過精確的計算來調整下個階段的施工參數(shù)。對于特大斜拉橋施工建設而言，施工檢測主要包括線形檢測，索力檢測，應力檢測，溫度檢測幾個環(huán)節(jié)。
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1.主梁標高和撓度
主梁標高的檢測結果，是控制斜拉橋線形的重要依據(jù)，為了避免溫度給檢測結果帶來的干擾，斜拉橋主梁標高的檢測工作最好在清晨日出之前進行，以保障檢測結果具有足夠的精確性。主梁撓度的監(jiān)測結果，也是控制斜拉橋線形的重要依據(jù)，在實際檢測時，可以在各個施工塊件上全部都設置三個對稱的觀測點，在測量主梁豎向撓度的同時，測量主梁的橫向變形。
要對斜拉橋的主梁進行檢測，還要保證在每個懸臂施工階段，都在以下六個環(huán)節(jié)分別對主梁進行檢測：第一，澆筑塊件之前；第二，澆筑塊件之后；第三，預應力張拉之前；第四，預應力張拉之后；第五，斜拉索張拉之前；第六，斜拉索張拉之后。如果施工中對索力重新進行了調整，還要相應的增加檢測次數(shù)，進而準確的掌握主梁曲線的變化規(guī)律，控制橋面線形。
2.主梁軸線偏移
為了保障主梁軸線順直，還必須要進行主梁軸線偏移檢測，值得注意的是，主梁軸線偏移檢測應與主梁標高檢測同步進行，并且要隨著荷載、索力的調整增加檢測次數(shù)，一些時候，主梁軸線偏移檢測，也可能判定出索塔兩邊拉力是否均衡。
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斜拉橋施工過程中，必須要準確掌握索力狀態(tài)，而且索力檢測是判斷全橋內力的重要依據(jù)，索力檢測結果是否準確，關系著線形、主梁內力、主塔偏位，甚至關系著施工安全，可見，索力檢測工作是斜拉橋施工監(jiān)控的一個重要環(huán)節(jié)。在斜拉橋施工過程中，每一次掛索都應該進行索力測試，并且在合攏前后，以及二期恒載完工時，都必須要進行全橋索力檢測，依據(jù)檢測結果合理進行調整。
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對主梁和索塔進行應力檢測，可以及時掌握斜拉橋主跨的受力情況，了解應力有沒有超限，從而判斷橋梁是否安全，對于應力檢測，在斜拉橋施工過程中的每一個階段都要進行，也就是說，應力檢測必須要落實到斜拉橋施工的整個過程中，一旦某個環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)異常，要及時查明原因，采取相應措施加以處理。
二、施工控制計算
施工控制計算是特大斜拉橋施工控制的重點環(huán)節(jié)，具體計算時，要充分結合施工狀況，以及未來橋梁的運營狀況，此外，計算時還要充分考慮到進程、荷載、溫度、截面、混凝土、預應力等因素帶來的影響，結合以上各個方面的影響來進行綜合計算。
?。ㄒ唬z算復核與施工全過程
特大斜拉橋的施工控制要在安全施工的條件下實施，因而首先要依據(jù)施工方案對橋梁結構進行分析計算，判斷橋梁結構安全性是否符合標準，并且還要校對拉索初張力，保障施工安全，之后要進行施工仿真研究，確定理論應力和期待線形，這樣一來，還能夠為現(xiàn)場檢測工作提供預警依據(jù)，進一步保障了施工安全。
（二）穩(wěn)定性計算
為了保證主梁和索塔的安全，確保合攏前主梁和索塔的穩(wěn)定，施工過程中必須要對主梁和索塔的穩(wěn)定性進行計算，并預先設計出最惡劣的狀態(tài)，制定相應的控制措施。
?。ㄈ┖蠑n工序計算
合攏前，要嚴格根據(jù)懸臂過程中的計算結果，分析出合攏應力以及索力控制方案，并制定合攏后墩梁約束釋放方案，確保方案準確可行，確保施工安全。
（四）標高計算
在斜拉橋建設中，設計標高是經(jīng)過荷載、恒載、收縮徐變等因素影響后梁體的理想標高，施工中，確定梁段標高時要充分考慮到豎向位移的影響，設置預拋高值。
假設正在施工的梁段為i梁段，計算i梁段標高的公式即為：
Hlmi=Hsji+∑f1i+∑f2i+∑f3i+∑f4i+∑f5i+∑fgi
該公式中，Hlmi代表梁段標高，Hsji代表設計標高，∑f1i代表自重撓度，∑f2i代表預應力產(chǎn)生的撓度，∑f3i代表混凝土產(chǎn)生的撓度，∑f4i代表荷載產(chǎn)生的撓度，∑f5i代表橫載產(chǎn)生的撓度，∑fgi代表掛籃變形值。如前文所說，為了防止受到溫度影響，應該在凌晨日出前檢測立模標高，盡可能的縮小溫度影響帶來的誤差。
三、工程實例
實踐證明，斜拉橋施工控制措施要從各個方面深入進行，要依據(jù)斜拉橋實際構造、施工流程等客觀因素，制定正確的施工方案，確立施工計算措施，設計施工過程的監(jiān)控策略。由于斜拉橋屬于一種超靜定體系構造，需要運用多種施工技術以及流程工序，加之各部分結構的受力情況存在這差距，必須要對施工過程進行嚴格的監(jiān)控，精確檢測每個階段的施工結果。實際施工經(jīng)驗說明，溫度等因素對斜拉橋施工過程的干擾很大，如何對各項因素的影響進行精確的計算，還有待于我們繼續(xù)探索和研究。下面以某斜拉橋13和14兩個梁段的施工為例，介紹斜拉橋施工過程中的監(jiān)控措施，如圖1所示。
1反饋監(jiān)測結果，并對各項檢測結果進行計算，依據(jù)12梁段以及之前的梁段施工情況，再依據(jù)索塔頂端的位移情況，確立13梁段標高理論值。
2完成立模和鋼筋捆綁后進行索力張拉，之后一定要再次檢測立模標高是否合格。
3如果立模標高合格，就可以進行混凝土澆筑，在整個澆筑過程中，要嚴格監(jiān)測梁體變形情況。如果立模標高不合格，那么就要對立模標高進行調整，待到立模標高檢測合格后，再進行混凝土澆筑。
4混凝土澆筑結束后，要檢測澆筑后的梁體標高，并檢測主塔頂端的位移情況，進而分析施工安全性，確定誤差趨向。
5預應力張拉結束后，檢測測點標高，并檢測底板標高和頂板標高，進而分析整個結構的受力情況，判斷立模標高的準確度。
6.按照以上步驟再進行14梁段的施工。
結語
一方面，斜拉橋的主梁具有很強的柔性，導致在施工過程中，斜拉橋主梁撓度以及索力的浮動較大，難以操控。另一方面，要確保斜拉橋順利完工，并保證主梁撓度以及索力全部合格，除嚴格按照施工方案進行施工以外，還要充分考慮到施工當時的環(huán)境、材料的影響，及時發(fā)現(xiàn)誤差。斜拉橋施工過程中的誤差一旦得不到及時修正，這些誤差往往就會發(fā)生積累，當施工繼續(xù)進行，懸臂繼續(xù)延長，施工活動就會嚴重偏離施工方案，甚至會導致合攏困難，破壞整個大橋的美觀和安全性。由此可見，對于斜拉橋，尤其是特大斜拉橋，施工監(jiān)控工作必須做到萬無一失，以確保橋體即具有優(yōu)美的外觀，又具有良好的質量和安全性。
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