大跨度橋梁施工控製的主要目的是使施工實際狀態最大限度地與(yǔ)設計理想狀態相吻合。要(yào)實現上(shàng)述目標(biāo),就必須全麵了解可能使施工(gōng)狀態偏(piān)離理想設計狀態的(de)所有因素,以便對施工實施有的放矢的有效(xiào)控製。一(yī)般說來,影響橋梁(liáng)施工控製的因素主要有以下幾(jǐ)方麵:
1.結(jié)構參數
不論何種橋梁(liáng)的施工控製,結構參數都是必須考慮(lǜ)的重要因素。結構參勢是施工(gōng)控製中結構(gòu)施工內力及變形模擬分析的基(jī)本資(zī)料,其偏(piān)差(chà)大小直接影響分析結果(guǒ)的準確性。事(shì)實上實際橋梁(liáng)結構參數一般是很難與設(shè)計所采用的結構(gòu)參數完(wán)全吻合的,總(zǒng)是存在一定的(de)偏差,施工控製中如何恰 當地計人這些偏差(chà),使結構參數(shù)盡量接近(jìn)橋梁的真實(shí)結構參數,是首先需要解決(jué)的問題。結構參數主要包括以下幾個方(fāng)麵:
(1)結構構件截麵尺寸。任何施工都(dōu)可能存在截麵尺寸誤差(chà),驗收規範中也允許出現不超過限值的誤差,而這種誤差將直接導致截麵特性誤差,從而直接(jiē)影響結構內力、變形等的分析結果。所以(yǐ),控製過(guò)程中要對結構尺寸進行動態取值和誤差分析。
(2)材料彈性模量。結構的彈性模量和結構變形有直接(jiē)關係,對通常遇到的超(chāo)靜定結構來講(jiǎng),彈性模量對結構變形的(de)分(fèn)析結果影響(xiǎng)較大。但混凝土彈性模量總會與(yǔ)設計采用值存在偏差,所以,在施工(gōng)過程中要根據施工進度經常性地進行現場抽樣試驗,特別是在混凝土強度(dù)波動較大的情況下,應隨時對材料彈性模量的取值(zhí)進行修正。
(3)材料重度。材料(liào)重(chóng)度是引起結構內力與變形主要因素,施工(gōng)控製(zhì)中必須要計入實際重度與設計取值間可能存在的偏差,特別是混凝土材料,不同的集料與不同的鋼筋(jīn)含量都會對(duì)重度(dù)產生影響,施工控製中必須對其進行準確估計與識別。
(4)材料熱膨脹係數。熱膨脹係數的準確與否也將對施工控(kòng)製產生影響,尤其(qí)是鋼結構要特(tè)別(bié)注意。
(5)施工荷載。施工荷載對受力與變形的(de)影響在控製(zhì)分析中是不能忽略(luè)的,一定要根據實際情況取值。
(6)預加應力。預加應力(lì)是預應力混凝土(tǔ)結(jié)構內力與變形控製考慮(lǜ)的重要結構參數,但預加應力值的大小受包括張(zhāng)拉設備、管道摩阻(zǔ)係數、混凝土彈性模量等很多因素的影響,施工(gōng)控製中(zhōng)要對其取值偏差做出合理估計。同樣的道理,斜拉索作為一種廣義的預加應力,斜拉索索力直(zhí)接影響結構變形與(yǔ)受力,掌(zhǎng)握各階(jiē)段真實索力是(shì)非常必要的。
以預應力混凝土連續梁施(shī)工監控為例,以上幾種影響施工控製的結構參數,可(kě)以采用(yòng)各種辦法(fǎ)予以測量或(huò)識別(bié)。如混凝土彈模可(kě)以通過不同齡(líng)期的混凝土彈(dàn)性(xìng)模量(liàng)試驗獲取(qǔ),施工荷載在進(jìn)人主梁(liáng)標準(zhǔn)節段施工後基本保持不變,可以較容易把握。預(yù)應力張拉(lā)值的識別可(kě)以根據預應力張拉前後主梁實測應力增量來識別。主梁節段重量則由於各節段(duàn)混凝土澆築量差異較大,較難精確把握,但也可以采(cǎi)取參數識別方法獲取。
2.溫度變化
溫(wēn)度變(biàn)化對橋梁結構的受力與變形影響很大。在不(bú)同溫度條件下對結構狀態(tài)(應力、變形(xíng)狀態)進行量(liàng)測,其結果會存(cún)在較大差異。溫度變化包括季節溫差、日照溫差(chà)、驟變溫(wēn)差等方麵相當複雜,而(ér)在原定控製狀態中又無法(fǎ)預先知道溫(wēn)度實際變化情況,通常在(zài)控製實施過程中是將控製理想狀態定位在(zài)某一特定溫度條件下進(jìn)行模擬分析,在盡可能接近(jìn)該溫(wēn)度條件、且溫度(dù)變(biàn)化較小的(de)情況下(如夜間22: 00 -淩晨 6:00),進行結構狀態變形監控(kòng)測量,而應力監測應采取足夠的、同步的溫度補償措施,從而將溫度變化(huà)不確知性剔除。
3.混凝(níng)土的(de)收縮徐變
對混凝土(tǔ)橋梁結構而言,材料收縮(suō)、徐變(biàn)對結構內力、變形有(yǒu)較大的影響,當采用懸臂澆築施工時更為突出,這主要是由於懸臂澆築施工時各節段混凝土齡期(qī)、應力水準、加載持續時間相(xiàng)差較大等原因引起的,在施工控(kòng)製時可采用參數辨識或模(mó)型試驗方(fāng)法來確(què)定(dìng)收(shōu)縮徐變參數,以便采用較為合理的、符合實際的收縮徐變計算模式。
4.結構分析計算模型
無論采(cǎi)用什麽分析方(fāng)法和手(shǒu)段,總是(shì)要對實際橋梁結構進行簡化,建立計算(suàn)模(mó)型。這種簡化使分析計算模型與結構實際受力情況之間存在誤差,包(bāo)括(kuò)各種假定、邊界條件處理、模型本身精度等。施工(gōng)控製(zhì)時需要(yào)在這方麵做大量工作,必要時還要進(jìn)行專門的試驗研究,以使計算模型誤差所產生的影響減到最低限度。
5.施工監測測量(liàng)
監測包括結構溫度監測、應力監測、變形監測等,是橋梁施工控製最基本的手段之一(yī)。由於測量(liàng)儀(yí)器儀表、測量方法、數據采集、環境條件等(děng)因素的影響(xiǎng),施(shī)工(gōng)監測測量結果會存在誤差(chà)。該誤差一方麵可能造成結構實際參數、狀態(tài)與(yǔ)目標值吻合較好的假象,也可能造成將本(běn)來(lái)較好的狀態調整得更差的(de)情況,所以,保證測量的可靠性對(duì)施工控製極為重要。在控製過程中,除要從測量儀器設備、方法上(shàng)盡量設法減小(xiǎo)測量(liàng)誤差外,在進行控製分(fèn)析(xī)時還應進(jìn)行結構狀態監控測(cè)量結果的最優估計(jì)。
6.施工管理(lǐ)
施(shī)工管理好壞不僅直接影響橋梁施工(gōng)質量、進度,也會(huì)影響施工控製的順利進行。以懸臂澆築施工的預應力混凝土連續梁、連續剛構橋為例,如果(guǒ)兩相對(duì)懸臂施工進度存(cún)在差(chà)別,就必然使兩懸(xuán)臂在合攏前等待不同的時間,從而產生不同的徐變變形,由(yóu)於徐變變形較難準(zhǔn)確(què)估計,所以容易造成合攏困難。此外,施工工藝的好壞又直接影響控(kòng)製目標的實現,除要求施工工藝必須(xū)符合施工規(guī)範要求外,在施工控製(zhì)中尚須計入構件製作、安裝等方麵的誤(wù)差。