大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术

　　摘要：改革开放后，国民经济持续高速发展，公路运输需求强劲增长，公路基础设施建设开始发生了很大的转变。与此同时，高等级公路的快速发展对公路桥梁的设计及施工技术提出了更高的要求，推动了公路桥梁技术水平的提高。当前，大跨度连续梁桥是我国目前广泛采用的一种桥型，如何确保桥梁施工质量成为桥梁建造者关注的焦点。本文从施工管理控制、施工技术控制、施工监测控制三方面分析了大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术。

　　关键词：大跨度,预应力,混凝土桥梁,控制,监测

　　一、施工控制影响因素分析

　　大跨度预应力混凝土桥梁施工过程中，对桥梁内力和线形造成较大影响的因素主要有下列几个方面：

　　1、截面特征参数。桥梁施工可能存在截面尺寸误差这种误差将直接导致截面特征参数截面面积、截面惯性矩等的误差控制过程中通过结构变形和内力的实时监测数据对截面特征参数进行动态修正并作误差分析。

　　2、材料特性参数。材料特性参数主要指材料的弹性模量E，对于混凝土材料来说，弹模在施工过程中会有一定的波动，在桥梁施工计算中要按照实测值进行分析。

　　3、 温度及混凝土收缩徐变。温度变化对桥梁结构的内力和变形有较大影响，但桥梁结构中的温度场的影响比较复杂，一贯作法是通过定时观测，如每天早晨日出前进行观测，来尽量减小温度影响。混凝土收缩徐变与桥梁结构的形成历程有着密切的关系，在混凝土桥梁结构中，混凝土收缩、徐变对结构的内力与变形都有明显的影响。

　　4、荷载参数。荷载参数主要是指结构构件自重力容重、施工临时荷载和预加力。对于预应力混凝土连续梁由于容重变化、涨模等原因引起的构件自重变化经常发生而又没有一定的规律。由于施工组织不合理材料堆放引起的施工临时荷载也会有较大的误差。对于结构体系中的有效预加力，由于预应力损失的变化也常常引起不小的误差。

　　二、施工管理控制

　　1、 严格管理施工材料

　　施工材料的质量是影响整体工程质量的源头。在很多桥梁施工过程中，由于材料质量问题而导致的事故比比皆是，因此，对于施工材料的管理具有重要的意义。首先，要严格工程材料的招标工作，在招标时不仅要考虑材料的价格，更要看中材料的质量;其次，各个配件要配套，例如波纹管的大小、工作卡片的大小一定要与骨架钢筋相匹配。

　　2、严格施工程序管理

　　在施工过程中，要根据施工设计要求进行施工，按照施工顺序进行施工，不能省略某些步骤。例如，在预应力施工时，一定要根据要求进行钢筋骨架拉拔，其拉拔力既不能太大也不能过小。在混凝土浇筑时一定要根据设计规范开展工作，不能随意改变施工顺序，例如应该一次浇筑成型，防止裂缝出现。在桥梁的组装时一定要按照要求，例如螺母的大小，混凝土板的位置以及各个接口的焊接等。这些细节问题很大程度上影响着工程质量。

　　三、施工技术控制

　　1、预埋、张拉、灌浆阶段的控制 

　　预埋阶段主要是预应力筋曲线形状的控制，即保证各控制点的标高定位准确、牢固，其他工序不会影响和破坏波纹管，保证标高控制点阵和曲线形状的正确，当其他工序与预应力筋预埋发生矛盾时及时处理。张拉阶段主要是保证张拉应力能够达到设计要求其伸长值变化在设计和规范的允许范围之内。灌浆阶段主要是保证灌浆计量准确，且孔道浆体饱满。

　　2、钢筋安装的控制 

　　普通钢筋在绑扎时，严禁猛放、猛插，以防将预应力筋的外皮刺破。进行焊接施工时，严禁把预应力筋当作搭接，且在预应力筋附近必须采取保护措施才能进行焊接。在钢筋绑扎过程，应先绑扎梁内的预应力筋后绑扎板内的预应力筋，而梁内的拉筋应等预应力筋铺设完之后再进行绑扎，以便预应力筋的穿筋定位。板的面筋应等预应力筋铺设完成之后才能够进行绑扎。

　　3、梁段混凝土的浇筑控制

　　以悬臂挂篮法来说，梁段混凝土的悬臂浇筑一般用泵送，塌落度一般控制在14-18cm，并应随温度变化及运输和浇注速度作适当调整。

　　其注意事项如下：

　　(1)箱梁各阶段混凝土在灌注前，必须严格检查挂篮中线，挂篮底模标高;纵、横、竖三向预应力束管道;钢筋、锚头、人行道及其它预埋件的位置，认真核对无误后方可灌注混凝土。箱梁各阶段立模标高=设计标高+预拱度+挂篮满载后自身变形。后灌注的梁段应在已施工梁段有关实测结果的基础上作适当调整，已逐渐消除误差，保证结构线性匀顺。

　　(2)若能全断面一次灌注最好，否则应按以下顺序灌注。(1)二次灌注：第一次由底板至腹板下承托;第二次为剩余部分。(2)三次灌注：第一次由底板至腹板下承托;第二次是腹板下承托至腹板上承托预应力管道密集处以上，第三次由腹板上承托至顶板。

　　(3)混凝土的灌注宜先从挂篮前端开始，以使挂篮的微小变形大部分实现，从而避免新、旧混凝土间产生裂缝。

　　(4)各阶段预应力束管道在灌混凝土前，宜在波纹管内插入硬塑管作衬填，以防管道被压扁;管道的定位钢筋应用短钢筋做成井字形，并与箱梁钢筋网固定，定位钢筋网架间距应保持在0.2-0.8m左右，以防混凝土振捣过程中波纹管道上浮，引起预应力张拉时产生沿管道法向的分力，轻则产生梁体的内力分布不合理，重则产生混凝土崩裂，酿成严重事故。

　　(5)施工时应在挂篮上设风雨蓬，避免混凝土因日晒雨淋而严重影响质量。冬季施工应备保温设施。有条件时，挂篮可以配备能保证全天候作业的设备，以提高作业效率和保证质量。

　　(6)箱梁混凝土灌注完毕后，立即用通孔器检查管道，处理因万一漏浆等情况出现的堵管现象。

　　四、施工监测控制

　　施工监控目的：采取科学有效的措施对箱梁挠度实施监控，预测分析、实时调整，以达到大桥实际线形尽可能地吻合设计线形;通过在箱梁、主墩关键部位埋设应力传感器进行大桥应力监控，确保大桥的安全施工。

　　1、 主梁结构应变测量与应力分析

　　(1)布点时间。在主梁钢筋布置基本就绪、混凝土浇筑之前,在控制断面预埋传感元件,并做好相应的防护工作。对于预应力混凝土梁桥,主要是测试和控制桥梁结构纵向应力。因此,布点时,传感元件沿纵向(桥的里程或桩号方向)布置,用铁丝捆扎在主梁纵向钢筋的上(下)缘。

　　(2)传感元件测试原理及其应变测量。混凝土应力测试传感元件类型较多,目前通常使用钢弦应变计,其测试效果较好。钢弦传感器应变与频率间的关系通常是以标定表和折线图的形式给出的,用二次曲线或三次曲线进行最小二乘拟合,便能得到较好数学表达式。

　　2、关于测试中几个应注意的问题

　　(1)施工应力监测涉及到的资料和数据很多。除设计资料外，施工方面也很多，如施工工艺、施工方案、施工组织设计及挂篮、模板有关数据。桥上主要施工机具设备的重量及其他施工荷载等。事前应认真收集、仔细调查。

　　(2)应变计安装要经历混凝土浇注、振捣及混凝土硬化等过程。尤其是混凝土硬化是一个很复杂的变化过程，有水化热温升和自身体积的收缩。

　　(3)对能反映结构工作特性应力比较集中的测试部位，应适当多设元件，以防安装或测试过程中造成损坏而测不到关键数据，还可以采用不同的手段或其他类型元件，同时进行测试。

　　结束语

　　综上所述，大跨度预应力混凝土桥梁施工控制是保证桥梁工程质量的重要手段,桥梁建设者要坚持不断地实践，不断地分析总结，使大跨度预应力混凝土桥梁施工技术更快地走向完善，保证整体工程质量。

　　参考文献：

　　[1]袁燕云.梁桥大跨度预应力混凝土挠度施工控制[J].黑龙江交通科技.2009,10.

　　[2]王志兴，高茂，范咏梅.关于对大跨度预应力混凝土桥梁的设计原理的简要分析[J].内蒙古水利.2009,5.

　　[3]陈新新.大跨度预应力混凝土连续梁桥施工技术[J].科技创新导报,2010(05). 

　　[4]尹伟.大跨度预应力混凝土桥的裂缝控制技术[J].科技资讯.2010(25). 

　　[5]郭毅.大跨度预应力混凝土斜拉桥施工技术[J].石家庄铁道学院学报(自然科学版)2009(01).

　　[6]张楠.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].交通标准化.2010(19).

　　[7]马剑飞.大跨径预应力连续梁桥施工控制关键技术研究[D].武汉：武汉理工大学.

　　[8]唐云清.大跨度连续箱梁施工监控技术研究[D].开封：河南大学.