城市道路跨鐵路橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱粱施工控制
關(guān)鍵詞：道路跨鐵路橋；連續(xù)箱梁橋；施工控制；
0引言
保證橋梁施工過程中結(jié)構(gòu)安全以及成橋狀態(tài)(內(nèi)力、線形狀態(tài))符合設(shè)計(jì)要求，橋梁施工控制是不可缺少的。橋梁施工控制是確保橋梁施工質(zhì)量的關(guān)鍵。對(duì)于混凝土橋來講，由于混凝土材料本身是非勻質(zhì)材料和材料特性不穩(wěn)定外，還受溫度、濕度、時(shí)間等因素的影響，這些影響因素必然造成各階段或各層的內(nèi)力和位移隨著混凝土澆筑或塊件拼裝過程變化而偏離設(shè)計(jì)值。為了保證橋梁施工質(zhì)量，必須要對(duì)建橋的整個(gè)過程進(jìn)行嚴(yán)格的施工控制。
本文結(jié)合筆者的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以衡陽市蒸湘南路延伸二期工程跨湘桂鐵路立交橋?yàn)楣こ虒?shí)例對(duì)城市道路跨鐵路橋混凝土連續(xù)箱粱的施工控制進(jìn)行探討。
1工程概況
衡陽市蒸湘南路延伸二期工程第一合同段為跨湘桂鐵路立交橋工程，其起訖點(diǎn)里程為：K0+000-K0+361。工程場地為低矮小丘陵地貌，地表覆蓋層較薄，基巖為第三紀(jì)古新世的紫紅色粉細(xì)砂巖夾泥巖。
本橋梁跨越湘桂鐵路正線一股道，站線三股道，跨越煤炭公司棧煤線二股道，橋梁中心線與湘桂鐵路正線交角為100°，與棧煤二線交角為75°,橋梁橋面較寬，橋面全寬39m，采用分離式橋面（分別為A線和B線）分別布置橋孔，本橋橋型布置為：
A線：32.5+37.5+2×35+25+7×20m，其中引橋?yàn)槠呖?0m連續(xù)梁，主橋32.5+37.5+2×35+25m連續(xù)梁為跨湘桂鐵路及煤場而設(shè)。
B線：4×35+25+7×20m，其中引橋?yàn)槠呖?0m連續(xù)梁，主橋4×35+25m連續(xù)梁為跨湘桂鐵路及煤場而設(shè)。
2施工控制系統(tǒng)的建立
2.1施工控制管理分系統(tǒng)
結(jié)合蒸湘南路延伸二期工程跨湘桂鐵路立交橋施工控制的實(shí)際，施工控制管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(見圖1)。
2.2施工現(xiàn)場(微機(jī))控制分系統(tǒng)
施工現(xiàn)場(微機(jī))控制分系統(tǒng)是施工控制系統(tǒng)的技術(shù)核心，它包括整個(gè)施工控制的主要分析過程，具有數(shù)據(jù)比較、結(jié)構(gòu)當(dāng)前狀態(tài)把握、誤差分析、參數(shù)識(shí)別、未來預(yù)測(cè)、綜合調(diào)優(yōu)決策等功能。根據(jù)該大橋的實(shí)際，按功能上的不同，分別建立多個(gè)支系統(tǒng)組成，其中包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)、參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)、狀態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)、綜合調(diào)優(yōu)決策系統(tǒng)。
3施工過程分析
�。�1）搭設(shè)支架。
�。�2）澆筑第一段混凝土，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%以后，按順序兩端張拉底板、腹板、腹板加腋處預(yù)應(yīng)力鋼束，同時(shí)張拉一部分1號(hào)墩橫隔橫向鋼束
�。�3）澆筑第二段混凝土，用圓錨連接器接長相應(yīng)鋼束，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%以后，按順序右端張拉腹板、腹板加腋處預(yù)應(yīng)力鋼束，同時(shí)張拉一部分2、3號(hào)墩橫隔橫向鋼束，
（4）澆筑第三段混凝土，用圓錨連接器接長相應(yīng)鋼束，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%以后，按順序右端張拉腹板、腹板加腋處預(yù)應(yīng)力鋼束，同時(shí)張拉一部分4號(hào)墩橫隔橫向鋼束，最后，張拉通長的頂板鋼束，待成橋后，張拉其余的橫隔橫向鋼束。
4施工控制誤差分析
在實(shí)際施工過程中，橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)總存在一定的誤差，包括設(shè)計(jì)參數(shù)誤差、施工誤差、測(cè)量誤差等。為分析施工誤差，我們把橋梁施工看作為一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，運(yùn)用現(xiàn)代控制理論，根據(jù)結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)、現(xiàn)場實(shí)測(cè)狀態(tài)和誤差信息進(jìn)行誤差分析，并制定可調(diào)變量的最佳調(diào)整方案，指導(dǎo)施工現(xiàn)場調(diào)整作業(yè)，使結(jié)構(gòu)施工的實(shí)際狀態(tài)趨于理想狀態(tài)。
4.1結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析
橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)主要是指能引起結(jié)構(gòu)狀態(tài)(變形和內(nèi)力)變化的要素。在同一座橋梁結(jié)構(gòu)中，不同的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)影響程度是不同的;同一設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)不同結(jié)構(gòu)體系也有不同程度的影響。
4.1.1結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析
結(jié)合蒸湘南路延伸二期工程跨湘桂鐵路橋，對(duì)該工程中設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析，其結(jié)果對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工控制有一定的參考價(jià)值。設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)范值參照中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ023-85)))。敏感性分析步驟如下：
�、賹�(shù)變化幅度控制在10%左右;
�、谶x定控制目標(biāo)，如橋跨的撓度、應(yīng)力，利用結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)，修改設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算成橋狀態(tài)跨中撓度、應(yīng)力的變化幅值，建立各參數(shù)的敏感性方程;
�、蹞�(jù)各參數(shù)對(duì)控制目標(biāo)的影響程度確定出主要設(shè)計(jì)參數(shù)和次要設(shè)計(jì)參數(shù)。
4.1.2敏感性分析結(jié)果
預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)參數(shù)敏感性分析所選定的參數(shù)及顯著性見表1。通過橋梁綜合計(jì)算程序橋梁博士2.9版及BSACS系統(tǒng)進(jìn)行正裝計(jì)算及倒拆分析，以施工過程中各節(jié)段的計(jì)算預(yù)拱度為比較目標(biāo)，其結(jié)果見圖2-圖5.
結(jié)果分析，在表1的顯著性條件下，將各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)懸臂施工預(yù)拱度影響的敏感性分為兩等:混凝土容重、混凝土模量、預(yù)應(yīng)力張拉力為第一等，這些參數(shù)在士10%的顯著性條件下，預(yù)拱度波動(dòng)幅度在10%以上;預(yù)應(yīng)力管道摩阻、預(yù)應(yīng)力管道偏差、鋼絞線彈性模量為第二等，這些參數(shù)在士10%的顯著性條件下，預(yù)拱度的波動(dòng)范圍在-5%以下。
4.2設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整
對(duì)于混凝土連續(xù)連續(xù)箱梁來講，影響撓度及預(yù)拱度的參數(shù)雖然很多，但有些參數(shù)在施工中的變異卻是不大的，如截面特性參數(shù)，是截面幾何尺寸的函數(shù)，由于幾何尺寸可以較為準(zhǔn)確的把握，故變異很小，還有些參數(shù)，雖然變異很大，難以把握，但其影響可以通過某種方法濾除(如溫度)。對(duì)于參數(shù)調(diào)整應(yīng)著重考慮的參數(shù)項(xiàng)有:(1)塊件重量;(2)有效預(yù)加力;(3)彈性模量。對(duì)于這些參數(shù)如果在各施工階段能獲得其真實(shí)值，并將實(shí)際結(jié)果與原定理想狀態(tài)比較，就可以確定其調(diào)整量。
參考文獻(xiàn)
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