桥梁施工控制的内容及方法分析

龙源期刊网桥梁施工控制的内容及方法分析作者：崔兆云来源：《中国新技术新产品》2012年第03期摘要：本文在分析梁桥施工控制中的影响因素的基础上，提出了施工控制的主要内容，并对几种桥梁工程控制的方法作了分析。关键词：梁桥工程；施工控制；影响因素；内容；方法中图分类号U44文献标识码:A在桥梁的建设过程中，要求桥梁的设计符合安全、经济和美观的需要，而桥梁施工本身是一个系统的工程，施工过程中桥跨结构的安全和成桥状态符合设计要求，这是桥梁施工所要达到的目标。而在桥梁的施工过程中，由于计算、材料性能、施工水平、荷载、温度等诸多方面存在理想状态与实际状态的差异，桥梁在实际结构上很难顺利地满足设计的要求，如果在施工中调整不及时，控制措施不到位，最终施工的结果便会与设计产生较大距离。随着桥梁结构越来越复杂和多样化，且大跨度桥梁施工的日益增多，对桥梁的施工技术和控制水平也提出了越来越高的要求。一．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理论设计状态(线形与受力)相吻合。要实现对桥梁施工过程的有效控制，就必须对造成施工状态产生偏离的主要影响因素做分析。1．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。结构参数是施工控制中结构施工模拟分析的基本资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。实际桥梁结构参数会与设计参数存在一定误差，施工中如何计入这些误差，使结构参数尽量接近桥梁的真实结构参数，是必须首先解决的重要问题。结构参数主要包括：构件的截面尺寸、结构材料的弹性模量、材料容重、施工荷载、预加应力或索力等。2．施工监测的因素，这也是桥梁的施工控制最基本的手段之一，监测包括结构温度监测、应力监测、变形监测等。因测量仪器、仪器安装、测量方法、数据采集、环境情况等存在误差，所以，结构监测总是多多少少存在一些误差，所以，保证测量检测的可靠性对施工控制来说是极为重要的。在控制过程中，除要测量设备、方法上尽量设法减小测量误差外，在进行控制分析时必须计入。龙源期刊网．结构分析计算模型因素。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。这种简化使计算机模型与实际情况之间存在误差，包括假定、边界条件处理、模型化的本身精度等。控制中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。4．施工工艺的因素。控制手段是为施工来服务的，而施工的好坏又直接影响控制目标的实现。桥梁施工中，除了要求施工工艺必须符合控制的要求外，在施工控制中必须计入施工条件非理想化而带来的构件制作、安装等方面的误差，以使施工状态保持受控。5．材料收缩和徐变因素。混凝土桥梁结构中材料收缩和徐变对结构内力、变形有较大的影响，要采用合理的徐变参数及计算模型进行控制。6．温度变化的因素。温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的改变而改变，在不同时刻对应力及变形状态的量测结果是不一样的，如果施工控制中忽略了温度变化因素，就必然难以得到结构的真实状态数据。连续桥梁的施工中，引起误差分析的因素很多，如何控制好这些影响因素，采取得力措施降低误差并使达到要求，这是施工监控的难点，需要我们在实践中积累经验，做好控制。二．根据桥梁工程的施工特点，分析桥梁施工的关键控制点，即主要控制内容：1．必须对桥梁结构的变形实施控制。无论采用什么施工方法，桥梁结构在施工中总会受到诸多因素的影响而产生变形，使桥梁结构的实际位置偏离预期状态，使桥梁难以合拢或成桥状态与设计要求不符。所以桥梁结构几何尺寸的控制是施工控制的基本要求，任何一个结构不可能达到与设计尺寸准确无误的吻合，固要尽量减少结构尺寸与设计尺寸的偏差，并降低到规定容许的范围内。2．必须对应力实施监控，确保桥梁结构施工的安全。通过对应力的主要设计参数进行识别，使得应力能反映其真实情况。发生应力偏差的原因很多:材料特性参数的差异、温度及混凝土徐变、预应力安装和张拉偏差、测量仪器在混凝土中埋设方向和位置的偏差、预应力锚固段的应力集中等。影响结构应力的因素多而且复杂，容易造成应力误差较大，因此选择合理的方法和理论计算来分析应力是施工控制的关键。若发现实际应力状态超限就要查找原因及时调控，使之在允许范围内变化。结构应力控制的好坏不易于发现，但若应力控制不力则会给结构造成危害，严重者将发生结构破坏，因此盈利的检测和控制尤为重要和关键。3．做好对结构稳定性的控制。桥梁施工过程中要严格控制桥梁结构本身的局部和整体的稳定性。桥梁结构的稳定性关系到桥梁结构的安全性，需要引起人们高度的重视。而且，除桥梁结构本身的稳定性必须得到控制外，施工过程中所用的支架、挂篮、缆索吊装系统等施工设施的各项稳定系数也应满足要求。龙源期刊网目前主要通过稳定安全系数，并结合结构应力、变形情况来综合评定、控制其稳定性。桥梁的稳定安全系数是衡量结构安全的重要指标，但现行规范中尚未详细列出不同材料的不同结构在不同工况下的最小稳定系数，有待于进一步的完善。目前，桥梁跨径越来越大，施工中可能出现的失稳现象还没有可靠的监测手段和快速的反应系统，所以迫切需要建立一套更加完整的稳定监控的系统，来保证桥梁结构安全。三．在桥梁建造的过程中，需要不断对桥梁的施工活动进行控制。桥梁施工控制有比较有效的方法，根据桥梁结构形式、施工特点及具体控制内容的不同，可采用的施工控制的方法也不一样。1．事后调整控制：桥梁在施工中如发现己成桥跨的结构状态与设计状态不相符时，可通过采取相应的技术手段对其进行调整，直到其达到设计要求为止。2．预测控制：以施工所要达到的目标为前提，对桥梁每一个施工阶段的结构状态，例如内力和变形进行预测，使施工沿着预定的状态进行。预定状态与实际状态之间存在误差，对控制目标的不利影响则在后面的各个施工阶段的预测中加以考虑。3．自适应控制：在桥梁的施工过程中，控制系统的某些参数与工程施工的实际参数不符合，这能够导致实际结构不能完全符合设计的要求。这时，可通过对各类参数的分析处理和修正，使桥跨结构各施工阶段可以满足设计要求，保证整个桥梁施工的顺利进行。在很多大跨径桥梁的施工中，大多采用自适应的控制方法来进行。4．综合方法控制。一般大跨度桥梁均需采用多种方法并行，即综合方法进行施工控制。就是通过参数识别修正计算模型，预测控制每一施工阶段的状态，并根据设计施工规范结合实际情况确定最大容许误差。参数识别修正是在控制开始阶段，在进行施工控制计算时，若控制体系的某些设计参数与实际情况有出入，需要借助现场测试体系，进行参数估计、识别和修正，使控制计算结果与设计基本相符，与实际情况吻合。除上述控制方法外，还有其他的一些控制方法，如模糊控制、最优控制等。在桥梁工程的实际施工中，应根据工程的特殊条件和技术要求，采用适宜的控制方法，分析误差、建立安全预警机制。并根据设计要求、工艺水平和相关的施工规范，确定一套合理可行的误差控制体系。总之，要使桥梁结构能够满足设计的要求，保证桥梁结构运营的安全可靠、耐久性和行车舒适性，这就要求在桥梁施工过程中实施监测和有效的控制，在满足结构受力要求和线形要求的基础上，通过调控手段进行调控，保证桥梁建设目标的实现。参考文献[1]向中富，桥梁施工控制技术[M].北京:人民交通出版社，2001.龙源期刊网[2]张继尧，王昌，悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社，2004.