大跨径桥梁施工控制不确定因素分析 宋良胜

发表时间:2016/9/23   来源:《工程建设标准化》2016年8月总第213期   作者:宋良胜
[导读] 由于大跨径桥梁施工需要使用大量的建筑材料,建筑材料从生产地到施工地的过程中,必然会涉及材料的运输、保管问题。

(日照市公路管理局,山东,日照,276800)
  【摘  要】近年来,我国大跨径桥梁施工数量不断增加,在当今交通运输过程中发挥的作用也越来越巨大。然而,大跨径桥梁是一项难度大、施工复杂的工程,因此受制于诸多不确定因素影响。本文分析了大跨径桥梁施工的特点,并对大跨径桥梁施工控制不确定因素以及消除大跨径桥梁施工不确定因素影响的措施进行了分析,希望能够为大跨径桥梁施工提供理论依据。
  【关键词】大跨径桥梁;施工控制;不确定因素;荷载
  1.大跨径桥梁施工特点
  1.1自重和荷载更大
  大跨径桥梁的自重和荷载大的原因来自于两个方面:第一,大跨径桥梁施工过程中使用材料众多,所需要应用的构件也相对更大,因此自重荷载远超于一般的桥梁。第二,大跨径桥梁有着更大的车道荷载以及车辆荷载,但是由于桥梁跨径大,所以同样的荷载在大跨径桥梁中产生的弯矩也更大,而这必然会加大桥梁截面的高度以及配筋量。
  1.2施工器械、地基要求严
  由于大跨径桥梁施工过程中所应用的构件都比较大,因此施工过程中必然会涉及大型的施工器械。大型施工器械的质量往往较大,这些质量与大跨度桥梁自身的质量都将由桥墩、桥台承受,桥墩、桥台在遭遇竖直向下的力的作用后,会将力转移给地基,因此在大跨径桥梁施工之前需要采取科学、有效的措施,对地基进行必要的加固。
  1.3影响因素复杂多样
  首先,大跨径桥梁有着非常巨大的荷载,这就会导致桥梁跨中存在巨大挠度或是出现裂缝,这两者都会影响大跨径桥梁的稳定性,也因此必须采取有效的措施合理控制。其次,与一般桥梁相比,大跨径桥梁有着非常大的跨径,大跨径会影响混凝土的硬化过程,一旦混凝土的收缩应力和温度应力被集聚,那么桥梁的结构安全性将遭遇巨大的影响。
  2.大跨径桥梁施工控制不确定因素
  大跨径桥梁在施工过程中存在很多不确定因素,如果处理不当会对桥梁的安全性能造成严重影响。 对大跨径桥梁施工而言,所谓的不确定因素指施工前无法预测、施工后会对工程质量产生不利影响的因素。经研究分析,可以发现不确定因素主要包括两方面:第一,温度;第二,混凝土徐变收缩。现展开详细论述:
  2.1温度
  2.1.1温度过低
  在大跨径桥梁施工过程中,温度低于5℃的时候,必须采取有效的措施提高温度或是暂停项目施工。这种做法的原因是低温会阻碍混凝土的凝结速度,混凝土最终所能够达到的强度难以与设计师的要求相匹配,强行施工不仅无法有效提高工程效率,更会影响施工的质量。
  2.1.2温度过高
  在大跨径桥梁施工过程中,温度高于35℃的时候,必须采取有效的措施降低温度或是暂停项目施工。这种做法的原因是高温会加快混凝土的硬化速度,不仅影响工作人员对施工过程的控制,更影响工程的连续施工。
  2.1.3温度应力
  不同的材料有着不同的热膨胀系数,一旦温度激变,那么材料会产生温度应力。温度应力主要包括两方面:第一,结构内部的温度应力。因为结构并不是由单一的构件组成,而是由若干构件相互连接形成的。一旦温度变化,那么不同的材料将会发生收缩或是膨胀,那么构件所产生的位移也是不一样的,如此一来,构件之间就会自然的产生温度应力。随着应力的不断积聚,结构必然会受到不利的影响。第二,构件自身内部的温度应力。


当构件内部产生温度应力以后,构建内部纤维间的温度将会存在差异,构件材料的性能因此遭受影响,承载力将随之降低。
  由于大跨径桥梁施工是一个长期的、艰巨的系统性工程,在施工的过程中遭遇温度激变并不罕见,较为常见的情况主要包括两类,一类是昼夜温差产生的温度激变;另一类是季节交替产生的温度激变。这两种情况都会对大跨径桥梁施工质量产生不利的影响,因此需要采取有效的措施合理应对。
  2.2混凝土
  2.2.1收缩、徐变产生变形
  钢筋混凝土结构是现阶段最常见到的大跨径桥梁结构。混凝土在外界条件的诱导下会发生收缩或是徐变,而这些无疑会导致混凝土产生变形,然而混凝土内部钢筋并不会如混凝土一般发生收缩或是徐变。因此,在混凝土以及钢筋之间必然会产生内应力,内应力将降低混凝土以及钢筋两者之间的粘结性,并最终破坏大跨径桥梁的稳定性。
  2.2.2收缩、徐变产生位移
  首先,在大跨径桥梁应用混凝土的位置,如桥板、桥墩、桥台等都可能会发生徐变收缩。桥板收缩会增加桥梁跨中挠度,使桥梁产生裂缝、破坏桥梁结构。桥墩桥台的收缩会使得桥梁两端高度发生差异。其次,在混凝土施工作业中,混凝土徐变收缩现象是非常常见的。但是由于大跨径桥梁有着较大的桥梁跨度,因此混凝土收缩产生的位移是非常巨大的,在施工的过程中一定要科学地落实测量、监测工作,如此才能够保证项目施工的质量。
  3.大跨径桥梁施工控制内容
  3.1控制施工的温度变化
  上文已经论述了温度变化对大跨径桥梁施工的影响,因此在施工期间,一旦发生温度激变,一定要及时的采取措施。例如,当温度激变时,除了可以充分利用保温材料覆盖、隔绝温度,减少温度变化的幅度外,还可以在混凝土中添加早强剂或是缓凝剂,利用化学办法来调节混凝土的硬化进程。
  3.2控制混凝土徐变收缩
  想要有效的控制混凝土徐变收缩,首先可以在大跨径桥梁设计的时候就有意识的对可能发生的收缩量、徐变量进行科学预估,在思想上做好准备工作。其次,在施工过程中,应积极开展测量监测工作,及时把握混凝土徐变收缩的实际情况,根据实际情况调节徐变收缩量,以保证施工质量。值得一提的是,混凝土施工应尽可能地保证连续施工,否则应合理设置施工缝。
  3.3避免材料结构尺寸偏差
  由于大跨径桥梁施工需要使用大量的建筑材料,建筑材料从生产地到施工地的过程中,必然会涉及材料的运输、保管问题。一旦运输、保管不合格,极容易损害材料的精度,导致材料与设计需求难以相匹配。另外,现代建设项目施工多采用分结构组装模式,结构材料一旦发生磨损问题,那么施工过程中的结构咬合将难以顺利进行,咬合不紧、应力分布集中等等问题随之产生。随着大跨径桥梁使用时间的增加,应力将会在结构咬合存在问题的地方大量积聚,大跨径桥梁的结构稳定性也将难以保障。为了有效地避免上述问题,在施工设计的时候,就应该有意识地为部分材料预留一定的尺寸余量;在准备施工材料的时候,应以施工设计时的要求为准则,以施工需求的精度为依据,选择最佳材料。当然,施工过程中的材料结构、尺寸复核检查工作也不能被忽略,只要保证投入生产施工的材料绝对满足施工需求,那么才能够最大程度地避免材料结构、尺寸偏差对桥梁结构稳定性产生不利影响。
  4.结束语
  综上所述,随着社会经济的高速发展,各种大型工程应运而生,大跨度桥梁工程在当今交通运输过程中的作用日益提升。大跨径桥梁施工控制不确定因素主要来自于两个方面:第一,温度效应,第二,混凝土徐变收缩效应。这两大因素会对大跨径桥梁的施工质量产生巨大影响,因此相关人员在落实施工的过程中应予以重视。只有采取有效的措施,尽可能的避免不确定因素的影响效果,桥梁的结构安全性才能够得以保障,我国人民的生命财产安全也才能够得以保障,我国的桥梁施工事业的发展也才能够迎来更加辉煌灿烂的明天。
  参考文献:
  [1]范仁攀,生秀柱.大跨径桥梁施工控制不确定因素分析[J].科技视界,2015,30:298+327.
  [2]王文松.大跨径桥梁施工控制的不确定因素分析[J].交通建设与管理,2015,06:222-224.

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