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影响桥梁施工控制的因素
日期:2016-2-17 14:30:02 作者:佚名 来源:本站原创
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大跨度桥梁施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与设计理想状态相吻合。要实现上述目标,就必须全面了解可能使施工状态偏离理想设计状态的所有因素,以便对施工实施有的放矢的有效控制。一般说来,影响桥梁施工控制的因素主要有以下几方面:

1.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。结构参势是施工控制中结构施工内力及变形模拟分析的基本资料,其偏差大小直接影响分析结果的准确性。事实上实际桥梁结构参数一般是很难与设计所采用的结构参数完全吻合的,总是存在一定的偏差,施工控制中如何恰 当地计人这些偏差,使结构参数尽量接近桥梁的真实结构参数,是首先需要解决的问题。结构参数主要包括以下几个方面:

(1)结构构件截面尺寸。任何施工都可能存在截面尺寸误差,验收规范中也允许出现不超过限值的误差,而这种误差将直接导致截面特性误差,从而直接影响结构内力、变形等的分析结果。所以,控制过程中要对结构尺寸进行动态取值和误差分析。

(2)材料弹性模量。结构的弹性模量和结构变形有直接关系,对通常遇到的超静定结构来讲,弹性模量对结构变形的分析结果影响较大。但混凝土弹性模量总会与设计采用值存在偏差,所以,在施工过程中要根据施工进度经常性地进行现场抽样试验,特别是在混凝土强度波动较大的情况下,应随时对材料弹性模量的取值进行修正。

(3)材料重度。材料重度是引起结构内力与变形主要因素,施工控制中必须要计入实际重度与设计取值间可能存在的偏差,特别是混凝土材料,不同的集料与不同的钢筋含量都会对重度产生影响,施工控制中必须对其进行准确估计与识别。

(4)材料热膨胀系数。热膨胀系数的准确与否也将对施工控制产生影响,尤其是钢结构要特别注意。

(5)施工荷载。施工荷载对受力与变形的影响在控制分析中是不能忽略的,一定要根据实际情况取值。

(6)预加应力。预加应力是预应力混凝土结构内力与变形控制考虑的重要结构参数,但预加应力值的大小受包括张拉设备、管道摩阻系数、混凝土弹性模量等很多因素的影响,施工控制中要对其取值偏差做出合理估计。同样的道理,斜拉索作为一种广义的预加应力,斜拉索索力直接影响结构变形与受力,掌握各阶段真实索力是非常必要的。

以预应力混凝土连续梁施工监控为例,以上几种影响施工控制的结构参数,可以采用各种办法予以测量或识别。如混凝土弹模可以通过不同龄期的混凝土弹性模量试验获取,施工荷载在进人主梁标准节段施工后基本保持不变,可以较容易把握。预应力张拉值的识别可以根据预应力张拉前后主梁实测应力增量来识别。主梁节段重量则由于各节段混凝土浇筑量差异较大,较难精确把握,但也可以采取参数识别方法获取。

2.温度变化

温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大。在不同温度条件下对结构状态(应力、变形状态)进行量测,其结果会存在较大差异。温度变化包括季节温差、日照温差、骤变温差等方面相当复杂,而在原定控制状态中又无法预先知道温度实际变化情况,通常在控制实施过程中是将控制理想状态定位在某一特定温度条件下进行模拟分析,在尽可能接近该温度条件、且温度变化较小的情况下(如夜间22: 00 -凌晨 6:00),进行结构状态变形监控测量,而应力监测应采取足够的、同步的温度补偿措施,从而将温度变化不确知性剔除。

3.混凝土的收缩徐变

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,当采用悬臂浇筑施工时更为突出,这主要是由于悬臂浇筑施工时各节段混凝土龄期、应力水准、加载持续时间相差较大等原因引起的,在施工控制时可采用参数辨识或模型试验方法来确定收缩徐变参数,以便采用较为合理的、符合实际的收缩徐变计算模式。

4.结构分析计算模型

无论采用什么分析方法和手段,总是要对实际桥梁结构进行简化,建立计算模型。这种简化使分析计算模型与结构实际受力情况之间存在误差,包括各种假定、边界条件处理、模型本身精度等。施工控制时需要在这方面做大量工作,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。

5.施工监测测量

监测包括结构温度监测、应力监测、变形监测等,是桥梁施工控制最基本的手段之一。由于测量仪器仪表、测量方法、数据采集、环境条件等因素的影响,施工监测测量结果会存在误差。该误差一方面可能造成结构实际参数、状态与目标值吻合较好的假象,也可能造成将本来较好的状态调整得更差的情况,所以,保证测量的可靠性对施工控制极为重要。在控制过程中,除要从测量仪器设备、方法上尽量设法减小测量误差外,在进行控制分析时还应进行结构状态监控测量结果的最优估计。

6.施工管理

施工管理好坏不仅直接影响桥梁施工质量、进度,也会影响施工控制的顺利进行。以悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁、连续刚构桥为例,如果两相对悬臂施工进度存在差别,就必然使两悬臂在合拢前等待不同的时间,从而产生不同的徐变变形,由于徐变变形较难准确估计,所以容易造成合拢困难。此外,施工工艺的好坏又直接影响控制目标的实现,除要求施工工艺必须符合施工规范要求外,在施工控制中尚须计入构件制作、安装等方面的误差。

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