大跨度混凝土

大跨度混凝土（精选十篇）

大跨度混凝土 篇1

关键词：钢管混凝土,大跨度桥,施工方案

1 工程概况

祁家渡黄河大桥位于风景秀美的刘家峡水库库区下游, 是国道213线的“咽喉”工程。本工程主桥采用钢管混凝土拱结构, 为主跨180m无铰推力上承式拱, 拱形钢管断面为圆形, 钢管直径Ф700mm, 拱高3.75m, 在拱形钢管中要求灌注C55微膨胀混凝土。

2 施工方案

2.1 施工难点分析

在封闭的钢管中浇灌混凝土, 同时又要保证混凝土在钢管中能密实成型, 存在以下施工难点:其一, 拱形钢管中的混凝土在施工时无法进行振捣, 故此混凝土必须实现免振捣自密实性能;普通混凝土在硬化时会出现收缩现象, 为保证混凝土与钢管能密实成型, 故此混凝土要实现微膨胀性能, 且膨胀量不能过小或过大;而其设计强度等级又高达C55;普通混凝土难以实现上述性能。其二, 由于钢管全部闭封, 如采用常规施工方法在拱顶开口泵送混凝土入钢管, 造成空气滞留钢管内及混凝土离析造成施工缺陷 (产生气泡或断层) , 故使用常规施工方法无法保证混凝土灌注质量, 采用顶升法施工。其三, 灌注时间一般在4～5小时, 混凝土初凝时间要求不小于8小时。

2.2 施工方案的确定

针对以上分析的三个施工难点, 施工单位委托科研单位并邀请专家对混凝土配和比及施工方案进行了讨论与论证, 确定了以下的施工方案:

(1) 设计出可满足施工要求的混凝土配合比。 必须选用质量优异的高效减水剂或泵送剂, 必须保证此混凝土拌合物在2个小时内均能保持较大的流动性 (2小时内坍落度保持在180㎜以上) , 选用较小粒径 (5～20) 级配良好的优质卵碎石为粗骨料, 细骨料选用级配良好的中粗砂 (模数2.6～3.1) , 水泥选用质量良好的的中宁赛马牌P.O525水泥, 掺合料选用西固热电厂优质Ⅰ级粉煤灰, 为了保证混凝土在钢管中能密实成型并补偿因混凝收缩引起的混凝土与钢管之间的空隙, 因此在配合比组份中添加优质适量的膨胀剂。配制出的混凝土拌合物初始坍落度应在180㎜～230㎜之间, 和易性优良, 易于泵送。在制作标准试块的同时应制作免振捣试块, 以保证和实际生产情况相符, 并确认该试块的强度能够满足C55混凝土强度等级的要求。

(2) 确定泵送施工方案

为保证工程质量, 决定用两台混凝土泵在拱的2个基座处开口进行泵送混凝土, 使混凝土在钢管中由下至上进行挤压直至浇筑满整个钢管, 在拱顶正中开二个Φ150㎜的排气孔进行排气, 泵送过程必须保证两台混凝土泵输送混凝土的速度基本一致, 以保证拱两边的重力平衡, 更重要的是保证两台泵输送的混凝土拌合物能顺利在拱顶排气孔处顺利“会师”, 保证排出管内所有的空气并排出混凝土的泌水与浮浆, 以确保钢管内混凝土的质量。在泵送管道靠近拱基座开口处设阀门, 泵送结束后即关闭阀门以防止混凝土拌合物倒流。同时施工现场的人员、设备应进行充分的准备, 考虑意外情况的发生的可能性, 必须在现场两桥台处各停放一台备用混凝土泵, 以确保混凝土泵送的连续性。

为保证泵送过程顺利, 施工前对泵送压力进行了计算, 由于泵送的混凝土拌合物的坍落度与流动性极好, 因此在泵送时增加的压强可近似认为按流体的压强进行计算:

即P增加=ρgh=2400×9.8×35=823200Pα≈MPa, 此增加的压强与泵送其它阻力压强相比, 几乎可以忽略不计。按省外已施工同类型桥梁泵送经验, 泵送压力最多应不超过13MPa, 而混凝土泵的泵送压强最高可达16MPa, 所以认为对此混凝土拌合物进行泵送应有相当的把握。

3 钢管混凝土施工

3.1 施工准备

(1) 混凝土配合比设计。

按照施工方案的要求对混凝土配合比进行试配设计是施工准备的第一个步骤, 委托兰州理工大学建材实验室进行多次试配试拌, 最后确定选用的外加剂为兰州奔马公司生产的高效减水剂剂和兰州奔马产UEA型膨胀剂, 用此减水剂和膨胀剂配合施工方案中确定的其它材料, 用以下配合比∶水泥∶水∶粉煤灰∶膨胀剂∶砂∶石∶减水剂=444∶164∶71∶67∶680∶1014∶22进行试拌, 可以得到如下结果:初始坍落度为210mm, 2个小时后坍落度为185㎜, 和易性、可泵性良好, 有轻微泌浆现象, 已能基本满足施工方案提出的要求, 用此配合比试拌制做的试块的7天强度均已超过55MPa, 28天强度全部超过70MPa, 可以确定此配合比混凝土已可保证其C55的设计强度等级, 故最终决定的配合比数据为 (C55, 每立方米混凝土用量 (单位:Kg) 水泥∶水∶粉煤灰∶膨胀剂∶砂∶石∶减水剂=444∶164∶71∶67∶680∶1014∶22 (材料说明:赛马牌P.O52.5水泥, 细度模数为2.8的太石砂, 5～20㎜的卵碎石, I级粉煤灰) 。

(2) 施工现场准备。

为了保证混凝土泵送施工的顺利进行, 施工现场必须做好充分的准备, 准备的内容大致有以下几个方面:

①泵送管道的安装。施工方案确定的位置焊接泵送管道, 为了减小泵送压力, 泵送管与拱形钢管侧壁必须成45度角进行焊接, 焊接前应事先在钢管侧壁选定的开口位置进行开口, 开口处事先应画好形状与尺寸, 保证与泵送管焊接时尺寸相符、密封良好。 ②泵送管道上阀门的设置。本方案确定使用阀板式阀门, 阀板洞口的尺寸应不小于泵送管道的内径, 以避免增加泵送压力。加工阀板时两面应平整并涂以黄油以保证阀门处的密封。 ③排气孔的设置。排气孔的位置位于拱顶正上方, 在排气孔处焊接一直径150mm、长1.5m的钢管 (状如烟囱) , 在排出浮浆层后可保证整个钢管内混凝土的密实度。 ④混凝土泵的准备。施工单位准备了4台符合泵送要求的混凝土泵, 其中二台为备用泵。

3.2 搅拌站生产准备

搅拌站除了提前备齐所有的生产原材料外, 搅拌设备也提前做了检查。考虑到连续泵送, 应备足混凝土运输车, 确保泵送时是连续泵送, 试验室人员应对生产过程进行全程监控, 并派人到施工现场全程监控并随时反馈现场情况。

3.3 混凝土的施工

在确认完成了以上所有的施工准备后, 开始进行最后的混凝土泵送施工工作。为防止温度对混凝土拌和物坍落度经时损失的影响, 施工时间定在清晨。混凝土从搅拌站运出到入泵 (时间约25分钟) 坍落度几乎没有损失, 刚开始泵送压强显示只有4MPa左右, 现场施工员对两台混凝土泵的泵送量进行监控, 以确保两台混凝土泵的泵送速度大致一样.大约4小时20分钟后拱顶的排气孔开始冒出水泥浆.此时泵送压强是13MPa左右, 可见在施工方案中对泵送压强的计算是基本符合实际情况的。在排气孔冒出正常的混凝土后 (观察混凝土中石子的含量, 可得知混凝土拌合物是否正常) 现场施工人员指示暂停泵送, 停止5分钟, 目的是使钢管内的混凝土拌合物沉实5分钟后再次进行泵送, 排气孔再次排出一定量的混凝土拌合物后停止泵送。施工人员封闭排气孔。混凝土泵再进行泵送若干次直至泵送压力太大无法泵送为止, 此时关闭泵送管道的阀门, 确保拌合物不会倒流入泵送管道, 泵送过程至此全部结束, 费时约5小时。

4 施工体会

纵观此次钢管混凝土的施工过程, 混凝土配合比设计是最关键的一个环节, 此混凝土的配合比设计要求做到高强度、混凝土拌合物大流动性、免振捣、自密实等性能, 实际上此混凝土已经具备高性能混凝土的大部分性能特征。而这种混凝土配合比能否设计成功的关键因素是选择组成配合比各组份的原材料, 其中选择一种合适的外加剂 (高效减水剂或泵送剂) 更是关键中的关键, 因为如果选择的外加剂不合适或性能不佳可能根本就无法达到要求的效果。此外, 施工前的精心准备, 施工现场的精心组织也是施工进行成败的关键要素。

参考文献

[1]李长学.大跨度钢管拱管内混凝土一次顶升施工技术[J].国防交通工程与技术, 2006, (02) .

大跨度预应力混凝土连续刚构桥 篇2

上部结构的长期变形是影响大跨度预应力混凝土连续刚构桥使用安全的主要因素之一.以主跨为2×185 m的`铁路连续刚构桥为例.通过对加载龄期、预应力设计、环境相对湿度等因素的比较计算,对大跨度预应力混凝土连续刚构桥上部结构的变形控制同题进行了研究.

作 者：杨光  作者单位：中铁第四勘察设计集团有限公司,武汉,430063 刊 名：交通科技 英文刊名：TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2009 “”(3) 分类号：U4 关键词：大跨度   连续刚构桥   长期变形  

大跨度混凝土 篇3

【关键词】大跨度混凝土；框架结构；问题；措施

1、引言

建筑行业本身在飞速发展的过程中，也促使大跨度混凝土建筑不断增多，而该结构形式本身之所以能够得以广泛的应用，就是由于大跨度混凝土框架结构有着自身重量轻、承载能力强、工业程度高、抗争性能强等方面的优势。通常情况下，大跨度混凝土框架结构主要是通过楼板、梁、柱、构件等几个部分所组成，所构成的建筑结构形式有着更大的建筑空间。下文主要针对大跨度混凝土框架结构设计问题进行了全面详细的探讨。

2、大跨度混凝土结构设计的现状分析

混凝土作为建筑行业必不可少的建筑材料之一，对其的需求也呈现每年递增的趋势，因此对大跨度混凝土结构设计的完善程度也成了首要问题。大跨度混凝土的结构设计需要通过软件分析他的应力和变形，为其强度和刚度做一定的参考，增加结构设计的可行性。实践证实，预应力混凝土对大跨度，高层的建筑取得了相当良好的效果，而且其成本相对来说也是比较低的。

2.1大跨度混凝土框架结构设计规范问题和解决对策

设计人员本身在对于大跨度混凝土狂接结构进行设计之前，首先要对于设计的相应规范进行的了解、掌握，这部分信息中包含了建筑架构荷载力规范、结构抗震性能规范、大跨度混凝土框架设计规范等等。工作人员除了要了解这方面的规范以外，也应当要充分跟的熟悉建筑各个部分的物质组成、货源、造价、建设习惯等等。如此一来才能够保证最终完成的大跨度混凝土框架结构设计方案在完美的同时有能够降低建造成本。

2.2大跨度混凝土框架结构中设计的注意问题和解决对策

尤其要重视大跨度混凝土框架结构体系之中的配筋率，在对大跨度混凝土框架结构进行配筋的过程中，一般配筋率都相对较低，这主要是考虑到框架角柱在地震状态下所可能会受到的影响，并且还承受了双向弯矩对于框架所施加的荷载，再加上框架结构横梁本身的约束力较低的情况下，必须要让框架柱能够长时间的承受受压状态，促使框架柱本身的扭转建立最大化，这也是大跨度框架结构之中所存在的最大构件。绝大多数情况下，为了能够促使框架柱的配筋数据有效性，就必须要采取先进的计算机方式进行计算，同时为了能够促使大跨度混凝土框架结构设计能够有更大的强度，就必须要对以下几个方面的问题加以重视：

（1）通常情况下，务必要针对框架的计算值进行估算处理，在估算的结果中找出两个最不利的计算值，并且通过对误差极大的那个计算值，来对框架结构本身的数据进行测算，得出了精确的测算数据之后，才能够进行相应的配筋操作。

（2）在进行配筋的过程中，务必要对于单边方向上的具体纵筋数据加以重视，要对于这部分的最少数量进行相应的控制，这对于后期的配筋操作来说，起到了良好的促进作用。

（3）在进行框架柱配筋处理期间，应当要将配筋数量进行科学合理的方法，保持在1.2-1.6倍之间，通常情况下，框架角柱都是使用1.4倍的参数，而框架的边柱则是使用1.3倍，中柱则是使用1.2倍。

（4）箍筋的具体形式较为丰富，通常情况下，在对框架柱进行箍筋处理的过程中，都是采取井字形的措施，通过该方式所形成箍筋能够对混凝土起到更加良好的约束效果。

（5）框架结构之中的二级、三级纵筋绝大多数情况下，都是采取焊接的方式，那么在配筋的过程中，如果说纵筋本身的配筋率超出了配筋实际比例的3%左右，那么在这一过程中，箍筋本身的至今也必须要超出8mm，之后才能够进行相应的焊接处理。

（6）对多层钢筋混凝土框架电算时，一般忽略温度影响和基础沉降带来的影响，如果在电算时，软土的低级相对比较厚或多层钢筋混凝土框架结构的尺寸相对比较大的时候，也要对框架柱的配筋率在适当的范围内做合理的放大，同时在横、纵两个方向设置框架基础梁，又因为框架梁可以作为配筋时重要依据，也应该在箍筋时设置加密区，使其更准确的配筋。

2.3大跨度混凝土等级不同的问题和解决对策

由于钢筋混凝土框架柱的设计原则，在进行结构设计时，为了更好的突出“强柱弱梁”，一般情况下混凝土的强度等级要求柱要比梁板的高，随着建筑的日积月累增的高度就会使柱和梁板的差距越来越大。长此以往，在实际施工时，差距的增大会带来更大的麻烦。

分批集中浇筑柱子和梁板的混凝土，是目前建筑施工过程中比较常用和普遍的方法，也就是把柱和梁板混凝土等级相同的地方浇筑。如此的分批浇筑，可以避免违反规范规定等因为节点区的混凝土出现留缝的问题，可能存在不安全因素，比如柱和梁板一起浇筑时存在的“夹层”情况，成为隐患。

相关规定要求，梁柱混凝土之间的强度等级最大差度不能超过5Mpa，当等级差超过规定值时，梁柱节点区的施工要求就应该特殊处理，让节点区和柱的混凝土强度等级保持一致。而且特别要注意的是，核心区要和柱的混凝土强度等级要保持一致，不应该和梁的的混凝土强度等级一样。如果出现梁板的混凝土强度等级低于核心区的混凝土强度等级，为保证节点区混凝的强度，应该采取相应的措施，本着在文献的规定要求下保证节点设计的原则，采取具体措施如下：

为了施工的方便，可以设置垂直交界面在柱边，为了避免施工在板里的设置交界面，可以采用快易收口网，这样也可以是施工的难度降低；在施工的时候，用吊塔漏斗浇筑节点区的混凝土，用泵传送梁板的混凝土，而且浇筑嘲，这样可以避免交界面施工冷缝的出现。

2.4大跨度混凝土保护层厚度问题和解决对策

满足受力钢筋的锚固和结构件耐久行性要求是混凝土对保护层厚度的要求。混凝土保护层，如果和上述要求不符合，则会出现构件表面易开裂等问题，如保护层厚度太大。相关文献规定，5mm是受力钢筋的保护层厚度梁柱允许的最大偏差。

在实际进行工程建造的过程中，实际上很难严格做到规范性。并且在高层建筑建设过程中，柱箍筋恰恰也是最易出现问题的一个部分，在箍筋直径越大、肢数多、间距密的情况下，其加工难度也就越大，那么在安装期间也就无法做好完美的契合，甚至無法安装，要使得这一问题得以解决，应当要采取提升现场加工精度的措施来执行。

3、总结

综上所述，大跨度混凝土框架结构是我国当前建筑结构体系之中，较为完善、先进、科学的结构形式，这类结构在未来城市大规模建设的过程中，有着良好的应用前景，并且安全性也是极为理想的。但是，在实际应用设计的过程中，务必要对于结构形式进行合理的设计，最大限度的保证安全可靠性的同时，要兼顾一定的美观性、经济性，保证设计能够和施工现场紧密结合起来，确保工程建设顺利，最大限度的为工程建设质量提供保障。

参考文献

[1]毛羽亮，唐根丽，陕吉禄.大跨度钢-混凝土组合梁的结构设计与有限元分析.《工程建设与设计》，2012年6期

高空大跨度悬挑混凝土结构施工技术 篇4

关键词：高空悬挑,大跨度,混凝土,施工

1 工程概况

本工程位于青岛市崂山区世园大道以北, 涧西路以西, 纵五路东侧。总建筑面积约46 000 m2。地下2层, 地上1#楼9层, 建筑高度为37.4 m;2#楼7层, 建筑高度为29.2m。本工程抗震等级为三级, 框架结构, 采用筏板基础。本工程将作为2014年青岛世园会展会期间行政指挥中心, 为世园会重点工程。建筑效果图如图1所示。

本工程1#楼悬挑部位为1轴~3轴至1轴~8轴, 结构悬挑长度为5.35 m。2#楼悬挑部位为屋面四周, 结构悬挑长度为4.6 m和3.5 m两种。构架层高度为5.38 m。本工程悬挑屋面结构复杂, 造型独特, 体量巨大, 是整个工程难度最大、风险最高的结构工程。

2 方案对比与选定

2.1 工程特点及难点分析

1) 结构复杂、质量要求高。悬挑梁、斜梁、斜板纵横交错;钢筋穿插密集复杂, 质量目标为确保赢得“泰山杯”;

2) 施工安全风险高。高空悬空作业, 结构复杂, 工程量大, 如此跨度悬挑屋面此前青岛地区无先例, 冬季施工雨雪天多, 造成极大的安全隐患;

3) 施工作业难度较大。悬挑最大跨度5.35 m, 屋面结构最外侧悬挑梁 (250 mm×600 mm) 距楼内侧仅3.5 m。

2.2 各种方案对比

施工方案类型及优缺点分析见表1。

项目部对上述三种方案认真研究、分析, 认为在“工期紧、业主造价控制较严格”前提下, 方案三“斜拉式悬挑支模系统”施工切实可行, 待报建设单位、监理单位审批后实施。

3 潜在危险分析及对策制定

3.1 潜在危险分析

1) 模板支撑体系设计选型不当。模板支撑体系倒塌的主要原因是支撑失稳, 而屋面悬挑结构荷载值较大, 施工荷载及结构自重均由模板支架承担;同时, 钢管搭设是用扣件连接, 钢管受力是偏心荷载, 因此现场实际情况与设计计算有一定的差距, 必须充分考虑足够的安全储备[1];

2) 施工方案不具体, 模板支撑构造不完善。施工方案编制人员未充分考虑节点细部构造, 导致施工班组对方案理解不透、操作困难;

3) 缺乏类似经验, 班前培训不到位, 管理人员责任心不强, 安全管理不到位。不经过系统的严格细致培训, 无法满足施工需要;工人安全意识薄弱, 对如此高风险工程的严峻性认识不够, 生产中不够谨慎, 易违章作业;管理人员责任心不强, 过程控制不严格;

4) 结构及施工荷载太大, 没有准确计算脚手架持力层或构件能否承受。如此大跨度的屋面结构, 施工荷载将远大于设计使用荷载, 脚手架持力层、以及屋面层梁板不能承受如此巨大的荷载, 避免因超载而破坏持力构件[2]。

3.2 对策实施

1) 实施一:采用斜拉式悬挑支模, 解决脚手架布置问题。以1#楼为例, 从7层楼面悬挑工字钢梁, 布置间距为900 mm, 采用两道Φ16预埋钢筋固定。悬挑工字钢离端部1.35 m处设两根直径25 mm HRB400螺纹钢筋作斜拉, 荷载全部由斜拉钢筋承担, 在8层楼面边梁处预埋直径25 mm的HRB400钢筋两根 (锚固长度>1 000 mm) , 钢筋端头均预先套丝, 斜拉钢筋与锚固端采用直螺纹套筒连接。水平悬挑工字钢上搭设满堂脚手架作为屋面模板支撑体系。悬挑结构模板支撑体系采用扣件式满堂脚手架, 立杆横向间距900 mm, 纵向间距900 mm, 步距1 500 mm, 操作层小横杆间距900 mm。斜拉悬挑支模系统动态演示见图2。

2) 实施二:建立力学模型, 对支撑体系进行全面受力分析, 深化节点设计, 优化施工方案;建立结构模型, 实验室模拟加载实验, 验证持力构件稳定性。

根据设计及施工荷载, 考虑单根拉杆受力, 另一根拉杆作为安全储备。建立力学模型, 对支撑体系进行全面受力分析, 研究分析支撑体系的力学性能, 如图3所示。

根据计算, 悬挑梁最大弯矩为15.47 k N·m, 斜拉杆最大轴力82 k N, 悬挑梁轴力58.2 k N, 所采用的材料性能满足荷载要求。

同时, 根据力学计算结果, 对易出现问题的薄弱节点进行深化设计, 保证支撑体系受力均匀、稳定。具体措施为斜拉点处采用100×80×10的不等边角钢在悬挑工字钢底部焊接牢固, 在角钢上冲直径为Φ27的圆孔, 斜拉钢筋在端头套丝, 穿过圆孔, 加上垫片后用直螺纹套筒紧固。

此外, 制作了两组结构模型, 分别对直螺纹套筒的力学性能及角钢强度进行加载实验, 结果显示:在两端丝接长度5 cm时, 抗拉强度为696 MPa/mm2 (即314.8 k N) 时试件破坏;加载压力达到203 k N时, 角钢达到屈服状态, 不能继续加载;而斜拉杆最大拉力为82 k N, 经验证模板支撑体系保障有效。

3) 实施三:会同设计单位复核原结构构件, 对主要受荷构件进行加强。

项目技术人员与结构设计师对施工荷载进行准确验算后, 对拉杆锚固端层的梁及悬挑钢梁所在的楼板进行加强, 增大梁板配筋, 保证主楼结构的安全[3]。

4) 加强过程控制, 对重要工序进一步细化, 全过程旁站指导, 保证安装质量。

为保证斜拉杆安装的准确性及质量, 我们还对以下工序进行重点控制:

(1) 现场的每一根斜拉杆都是在上层锚固端混凝土浇筑完毕后, 用卷尺测量数据后逐一加工。而且逐一编号, 确保每一根斜拉杆对号安装到位;

(2) 采用150 mm长特制直螺纹套筒, 套筒套丝采用正反丝, 保证拉杆上丝时, 同进同退。同时, 斜拉杆加工时, 加工长度为实测长度减掉3~5 cm, 即150 mm正反丝直螺纹套筒中有一部分中空段, 用于调节尺寸, 以调节斜拉杆准确受力;

(3) 所有技术人员实行一站式跟踪指导, 全程控制, 随时和工人沟通, 及时发现问题, 杜绝安全隐患, 保证质量。

4 结束语

项目部严格按照上述对策进行实施, 本工程于2012年1月先后展开了1#楼、2#楼屋面的混凝土浇筑施工, 悬挑架系统稳定, 施工平稳有序, 圆满地完成了结构施工任务。经检查验收评定, 较好地完成各项预期目标, 获得了建设及监理单位的一致好评。

1) 质量效果:较好地解决了屋面模板架支设难题, 有效地保证了模板安装质量, 经检查发现, 屋面梁板无开裂、挠度过大等质量问题, 达到了预期的质量目标;

2) 经济效益:采用斜拉式悬挑支模方案与三角形型钢桁架支撑方案相比, 可节约工期30 d左右, 节省工程总造价约40万元;

3) 技术效益:通过本工程培养了一批有经验的项目管理人员和实际操作经验的施工班组, 为后续类似工程施工积累了宝贵经验。

4) 社会效益:1#楼、2#楼屋面施工完毕至今, 未出现任何质量问题, 赢得了建设单位及监理单位的一致好评, 同时, 我公司对技术难题的攻关能力及施工管控能力也给业主留下较深的印象, 为企业树立了良好的社会形象。

参考文献

[1]金裕民, 郭跃民, 程国荣.高空大跨度悬挑结构施工技术[J].建筑施工, 2009, 29 (5) :338-339.

[2]应利荣, 莫小荣, 伍荣吉.大悬挑混凝土结构施工[J].施工技术, 2009, 35 (7) :65-67.

大跨度混凝土 篇5

一直以来,我国铁路大跨度预应力混凝土连续梁基本采用悬灌法施工,近年各种新型挂篮的研制和应用,使得悬灌法施工大跨度预应力混凝土连续梁更加广泛和实用,但该施工方法的工期相对较长,尤其随着近年来我国经济的迅猛崛起,铁路大发展日新月异,客运专线,高速铁路的.建设进入到一个全新的时代,在这样一个大背景下,桥梁工程的数量急剧增加,很多情况都要求着桥梁施工的进度必须加快,缩短施工工期,从而满足总体的需要.对于大跨度预应力混凝土连续梁采用悬灌法施工,显然时常会影响到工程的进度,而改用分大节段现浇法施工便能很有效的解决这个问题.

作 者：袁帅  作者单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司桥梁设计院,北京,102600 刊 名：中国水运（下半月） 英文刊名：CHINA WATER TRANSPORT 年，卷(期)： 9(5) 分类号：U448.35 关键词：分段现浇   大跨度预应力混凝土连续梁   施工步骤   纵向预应力布置  

大跨度混凝土 篇6

关键词：大跨度预应力 混凝土 桥梁 施工技术

1 大跨度预应力混凝土桥梁施工控制的主要内容

1.1 桥梁结构变形控制 桥梁结构变形控制的主要目的是减小桥梁结构尺寸和设计尺寸存在的偏差，使桥梁的结构尺寸和设计尺寸保持在合理的范围之内。混凝土桥梁允许的偏差如表1所示：

1.2 桥梁结构应力控制 桥梁结构应力控制主要从以下两方面着手：第一，安排专业技术人员对张力器具、锚具、千斤顶以及压力表进行质量检查，压力表的精度等级有严格的要求，通常情况下必须大于1.5级。第二，预应力钢材张拉通常采用应力控制的方法进行，严格按照钢材的伸长数值进行校对。

1.3 桥梁结构稳定控制 桥梁结构稳定控制的主要目的是保障桥梁结构构件以及整体的稳定性。众所周知，桥梁的安全性与稳定性紧密相关，预应力混凝土桥梁结构是否稳定通常情况下通过轴心压公式计算得到。

2 对大跨度预应力混凝土桥梁施工进行控制的重要性

2.1 保证桥梁工程的质量 对大跨度预应力混凝土桥梁施工进行控制的主要目的是保障桥梁工程的质量。桥梁质量保证主要通过加强施工过程的控制达到，大跨度预应力混凝土桥梁施工过程复杂，控制工作不到位很容易产生质量问题，对桥梁施工进行控制是桥梁工程质量的基础保障。

2.2 促进桥梁的安全使用 桥梁工程想要投入使用就必须具备较高的安全性。结构安全是桥梁质量的基本保障，对大跨度预应力混凝土桥梁进行施工控制可以有效地掌握桥梁结构的安全状况。在控制过程中一旦发现问题，结合设计方案及时采取应急措施，就可以有效地保证桥梁结构的安全。另外，对大跨度预应力混凝土桥梁进行施工控制还可以有效地保障桥梁的稳定性、可靠性以及行车的舒适性，因此，桥梁施工控制工作显得尤为重要。

3 大跨度预应力混凝土桥梁施工控制影响因素

3.1 桥梁参数结构 桥梁参数结构对桥梁施工控制有直接影响，主要的参数结构有桥梁构件的截面尺寸、材料的容积及重量、混凝土材料的收缩及徐变、预应力参数以及施工负载等，以上参数一旦出现问题就会直接影响桥梁的施工控制，导致控制效果不明显。

3.2 温度变化 大跨度预应力混凝土桥梁其结构受力变形的主导因素是施工环境温度的变化。桥梁结构变形和附加的应力与温差成正比，温差越大，桥梁结构变形越严重，因此，建设者应该高度重视温度变化对桥梁结构产生的影响。另外，由于施工温度很难进行准确控制，温度测量应该选在温度变化较小的早晨进行。最后，测量的温度还应该综合考虑桥梁的残余温度以及季节性温差。

3.3 施工监测中存在的误差 施工监测存在的误差对施工控制有直接影响，桥梁施工控制过程中，为了保障桥梁的施工质量，经常会使用相关仪器对施工状况进行监测。由于桥梁施工技术复杂，施工监测具有不确定性，导致监测数据存在较大误差。另外，监测仪器的安装以及监测人员的素质对监测数据的可靠性和稳定性也会产生较大影响。

4 大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术探讨

4.1 准备阶段的施工控制技术

4.1.1 对桥梁工程结构的全面分析 依据我国桥梁建设的实际状况可知，无应力状态法、正装分析法以及倒装分析法是桥梁施工控制中结构全面分析最常使用的三种方法。无应力状态法使用的前提是桥梁构建、无应力长度以及曲率等保持原始状态。对桥梁结构进行分析时，还需要充分考虑桥梁结构安装的中间状态与终结状态。正装分析法的主要目的是通过分析控制桥梁的受力大小，以桥梁工程结构的加载顺序为依据，通过桥梁的结构变形状况判断受力大小，以此计算施工的内力与位移。倒装分析法与正装分析法相反，倒装分析法按照施工逆顺序对桥梁结构进行分析，分析依据是桥梁的理性承载状态，计算方式以逆计算为主。

4.1.2 对线性控制技术的科学运用 线性控制技术在大跨度预应力混凝土桥梁失控中运用频率非常高，其主要目的是通过分析桥梁的整体结构，完成科学合理的桥梁设计，进而对桥梁施工过程进行有效地控制。桥梁线性控制技术必须综合考虑桥梁的预拱度，预拱度直接决定桥梁主跨和边跨的合拢程度，拱度大小还会影响预应力的分布。因此，桥梁建设者应该高度重视桥梁拱度的控制工作，通过线性控制技术，对桥梁拱度进行准确计算与精准控制，保障拱度合理的前提下，为我国桥梁的建设发展做出贡献。

4.1.3 对桥梁形状的合理选择 依据我国现阶段桥梁建设的现状来看，T型和槽型的桥梁截面使用频率最高，而大跨度预应力混凝土桥梁却很少使用这两种桥梁截面，为了提高桥梁的承载能力，预应力混凝土桥梁通常选用变截面箱型的桥梁截面，与T型和槽型桥梁截面相比，它不仅增强了桥梁的承载能力，其自身质量较轻，还降低了施工的难度。另外，桥梁形状的选择还需要综合考虑桥梁自身跨度以及弯矩等因素，总之，变截面箱型是大跨度预应力混凝土桥梁截面的最佳选择。

4.2 施工过程的质量控制技术

4.2.1 对施工人员的管理控制 伴随着经济的发展，市场竞争由传统的技术竞争向人力资源竞争转型，加强大跨度预应力混凝土施工控制，必须对施工人员的行为进行严格的管理。首先，桥梁建设单位应该根据施工人员的分布状况建立健全的人员管理制度，选拔责任意识较强的职工参与到管理工作中，通过管理制度对施工规则及标准进行明确的规定。另外，还应该建立有效的奖惩机制。近几年，绩效工资制度在各企业中应用广泛，绩效工资制度不仅可以激发职工工作的积极性，还可以在职工之间形成一道无形的监督力量。其次，加强职工技能培训，管理者应该根据职工的实际状况，在职工内部定期开展技能培训，提高职工技能水平的同时保障桥梁的建设质量。

4.2.2 对施工材料的质量控制 近几年，桥梁坍塌事故时有发生，主要原因是建设用材质量不合标准、施工技术不符规范以及后期养护工作不到位等。面对材料质量不合格，施工企业应该加大对施工材料的质量控制。首先，提高材料选购人员的安全责任意识，材料的选择一定要坚持“优质”、“安全”的原则。另外，安排专业技术人员定期对施工材料进行质量检查，严禁使用不合格的建设材料。

4.2.3 对施工工序的质量控制 施工工序的质量控制要严格按照设计方案和标准进行，桥梁建筑单位必须重视每个环节的施工控制，在保障无任何差错的前提下，减少因施工工序不合理产生的质量问题。例如，大跨度预应力混凝土桥梁施工过程中，钢筋骨架的张拉工作较为复杂，施工人员不能随意更改张拉力标准，否则，会对桥梁的安全使用产生严重的影响。

5 结束语

进入二十一世纪以来，我国桥梁工程的发展速度越来越快，桥梁在交通运输体系中的作用越来越明显。由于交通运输量越来越大，桥梁长期受超负荷压力，再加上自然条件，如风化、日晒以及冰冻等因素的影响，桥梁质量控制面临着新的发展难题。另外，施工技术不到位、参数选择不合理以及混凝土材料选择不恰当等原因，也会直接影响桥梁的施工质量。尤其是大跨度预应力混凝土桥梁，这种桥梁施工过程复杂、规模大、施工时间长，为了保障桥梁的安全运行，必须对大跨度预应力混凝土桥梁施工过程进行严格的控制。

参考文献：

[1]朱君，徐潘昕.分析大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].中华民居（下旬刊），2013.

[2]吴勇，李利平.解析大跨度预应力浇混凝土桥梁施工控制技术[J].中国建筑金属结构，2013.

[3]温运斌，罗凯.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].江西建材，2013.

[4]王方辉.大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制研究[D].西安建筑科技大学，2012.

桥梁大跨度预应力混凝土裂缝研究 篇7

1 桥梁预应力混凝土裂缝产生机理

由于混凝土的组成材料、施工工艺以及环境等, 都会对混凝土的结构性能产生影响, 桥梁预应力混凝土裂缝产生的机理亦多种多样, 且单纯由某一因素引发的裂缝甚少。一般来说, 预应力混凝土裂缝主要是由一种或几种因素引发, 其他因素只是加剧了裂缝的发展和劣化。

2 桥梁预应力混凝土裂缝产生的原因

裂缝是在固体材料中的某些不连续现象, 学术范围考虑属于结构材料强度理论范畴。裂缝形式一般按照成因分为收缩裂缝、温度裂缝、徐变裂缝、弯曲裂缝、弯剪裂缝、剪切裂缝、扭曲裂缝和局部应力裂缝等。一般情况下桥梁预应力混凝土裂缝由荷载、次应力、温度、钢筋锈蚀以及混凝土自身应力引发。

2.1 荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝。

(1) 直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。

裂缝产生的原因有:设计计算阶段, 结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;荷载少算或漏算;使用阶段, 超出设计载荷的重型车辆过桥;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当;

(2) 由外荷载引起的次生应力产生裂缝。

裂缝产生的原因有:在长跨预应力连续粱中, 经常在跨内根据截面内力需要截断钢束, 设置锚头, 而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。

2.2 次应力产生的裂缝

在外荷载作用下, 由于结构物实际运行状态同常规计算有出入, 从而在某些部位引起次应力, 导致结构开裂。例如, 两铰拱桥拱脚的设计往往采用布置X形钢筋、同时以削减该处断面尺寸的方法进行计算。

2.3 钢筋锈蚀引起的裂缝

一方面由于混凝土的质量较差、保护层厚度不足, 因此混凝土保护层受到二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面, 使钢筋周围的混凝土碱度降低:另一方面由于氯化物介入, 钢筋周围氯离子的含量较高, 引起钢筋表面的氧化膜破坏, 钢筋中铁离子空气中的氧气和水分发生氧化反应, 锈蚀物氢氧化铁体积增大, 对周围混凝土产生膨胀应力, 导致混凝土保护层开裂、剥离, 在纵向沿钢筋产生裂缝, 从而在混凝土表面产生锈迹。由于锈蚀, 使得钢筋的有效断面面积减小, 结构承载力下降, 加剧了钢筋锈蚀, 导致结构破坏。

2.4 温度变化引起的裂缝

因结构整体性要求没有或不能采取隔离层等放松约束的措施, 混凝土在大气温度及其水化热温度的作用下, 混凝土内部温度很大, 当混凝土因降温的收缩变形受到岩石地基或老混凝土垫层的约束时, 将会在混凝土内部出现很大的拉应力而产生约束裂缝。骤然降温, 水化热, 蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当, 混凝土骤冷骤热, 内外温度不均, 易出现裂缝。

2.5 施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格, 可能导致结构出现裂缝。水泥安定性不合格, 水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢, 在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用, 可破坏已硬化的水泥石, 使混凝土抗拉强度下降。水泥出厂时强度不足, 水泥受潮或过期, 可能使混凝土强度不足, 从而导致混凝土开裂。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大, 将导致水泥和拌和水用量加大, 影响混凝土的强度。

3 桥梁混凝土裂缝的预防及控制措施

3.1 预防措施

3.1.1 设计阶段措施

设计合理的结构形式, 合理地布置分布钢筋:尽量采用小直径、密间距布筋, 结构边缘处及变截面处需加强分布筋, 表面需设置钢筋网片;合理选择混凝土原材料, 如骨料的选用、掺粉煤灰、采用低水化热水泥等, 优化混凝土配合比例。

3.1.2 温度控制措施

由于温度变化过大, 造成裂缝, 首先选择具备低水化热的水泥, 配置构造钢筋:其次对蒸汽养生的梁, 严格控制开始时升温和结束时降温的时间, 使梁体混凝土缓慢升降温;另外, 在寒冷地带浇筑混凝土时, 要增加保温隔热措施。对于新旧混凝土引起的温差裂缝, 应增加构造布筋和减少温差的措施。

3.1.3 施工阶段措施

选择合适的施工方法可以降低混凝土内的温度。还可以减小混凝土的内外温差, 能够有效降低裂缝的产生, 以达到减少并控制裂缝的目的。在混凝土浇筑过程中, 常采用分块浇筑法降低混凝土的内外温差。分块浇筑又分为分层浇筑法、分段跳仓浇筑两种方法

3.1.4 增加养护措施

新浇筑混凝土强度低、抗变形能力小, 如遇到不适合的温湿度条件, 混凝土表面易发生冷缩或干缩裂缝。对所有桥梁应加强养护, 保持桥梁在良好状态运行, 防止表面裂缝的发生。

3.2 控制措施

3.2.1 表面封闭法

表面处理方法所用材料视修补目的及其结构物所处环境不同而异, 通常使用弹性涂膜防水材料 (如玻璃布) 、聚合物水泥膏及水泥填料等。用切割机 (锯片厚度1.8mm) 沿裂缝方向开出深5～10mm的小才槽;用钢丝刷清除裂缝周边的松动物, 用高压空气将裂缝清吹干净, 用丙酮清洗一遍:用毛刷将裂缝表面涂一层环氧浆液, 待浆液半干后用刮刀将环氧胶泥刮涂在小槽内, 并压实, 处理平整。

3.2.2 灌浆法

将预应力桥梁的裂缝与外界绝缘, 仅留进浆口和排气孔, 然后将配置好的低粘度浆液经压浆泵压入裂缝内并使其扩散以及胶凝固化, 浆液一般选用:水泥一水玻璃、聚氨脂、水泥浆、丙凝环氧糠酮和甲凝等, 效果较好。

小槽内, 并压实, 处理平整。

3.2.3 注入法

此法是在混凝土桥梁表面与钢板结构之问加垫块并使它们之间保持一定的空隙, 再用环氧树脂胶泥将四周封闭, 而后向空隙之间注入环氧树脂, 并排出空隙中空气。施工时应用木槌时刻敲打钢板以确定排除气泡并灌实。

小槽内, 并压实, 处理平整。

3.2.4 压粘法

此法适用于混凝土表面比较平整的情况, 在混凝土与钢板表面各涂上一薄层环氧树脂, 再利用已固定的锚杆将钢板压紧在混凝土表面, 一部分环氧树脂被挤出, 粘贴面之间空气也将被排出。这种方法几乎不会出现气泡, 粘结效果较好。

4 结语

大跨度预应力混凝土桥结构裂缝是一个复杂的技术问题, 涉及设计、施工、材料、运营等多方面, 混凝土早期裂缝产生的原因复杂, 各地区的影响因素也各有差异, 对混凝土构造物的危害也轻重不同。因此加强对混凝土早期裂缝产生原因及防治措施的研究, 因地制宜, 选择适当的防治措施是避免混凝土产生裂缝的有效途径。

摘要：大跨度预应力混凝土桥开裂是一种常见的通病, 由于工程的特殊性, 引起预应力混凝土裂缝的原因有多种, 分别为载荷、次应力、钢筋腐蚀、温度变化、混凝土自身应力等。针对以上原因, 须从设计、施工、养生、表面封闭等方面进行预防, 只有采取合理的措施, 选择合适的原材料, 才能提高预应力混凝土的抗拉能力, 避免混凝土裂缝的产生, 确保施工质量。

关键词：桥梁,大跨度,预应力,混凝土裂缝

参考文献

[1]中华人民共和国交通部JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范.北京:人民交通出版社.2004.

大跨度钢管混凝土拱桥支架施工技术 篇8

庞村西特大桥是郑州市南出口暨郑州至新郑快速通道上的一座控制性工程, 跨越南水北调干渠;受干渠规划制约, 主桥采用160m下承桁架式钢管混凝土无推力系杆拱桥, 桥梁跨径布置为:25m+164.4m+25m, 桥梁全长220.4m, 采用平面与河道斜交, 斜交角度为50度。主拱拱轴线采用悬链线, 矢跨比f/L=1/5, 拱轴系数m=1.3。单幅桥主孔横桥向平行设置两片钢管混凝土拱肋, 其横向轴线距为23.6m, 拱肋钢管桁架为等截面布置, 拱肋高3.8m, 拱肋宽2.1m。标准段拱肋上、下弦杆钢管均采用φ900×16mm的直缝焊接管, 每道拱肋两拱脚间设置一道刚性系梁, 系梁为箱形结构, 宽1.8米、高3.2米。本桥横梁分为中横梁及端横梁, 中横梁采用T型梁, 马蹄宽50cm, 腹板厚0.36m;梁高1.8m。端横梁采用单箱室, 截面宽4.0m, 跨中梁高4.0m, 顶、底板厚均为50cm, 伸缩缝侧腹板厚80cm, 桥跨中心线侧腹板厚40cm, 均采用C50混凝土;单幅桥共24对吊杆, 吊杆纵向间距按6m设置, 主墩采用实体式桥墩, 方形承台, 钻孔灌注桩群桩基础。

2 上部结构施工流程

主桥上部结构施工顺序如下:①搭支架现场浇筑系梁、端横梁、中横梁及拱肋预埋段;达到强度后张拉第一批系梁、第一批端横梁及中横梁预应力钢束;②浇筑混凝土桥面板, 同时安装拱肋支架, 依次安装拱肋钢管及风撑, 拱肋分9段安装, 其中两段为预埋段;③待拱肋合龙后, 调整拱肋线形, 符合设计要求后, 进行节段之间的焊接;④自下向上两端对称泵送钢管混凝土, 顺序是:下弦内侧管-上弦内侧管-下弦外侧管-上弦外侧管。⑤待钢管混凝土达到强度后拆除拱肋支架, 安装吊杆, 进行初张拉, 一幅桥同一编号的吊杆同步张拉;⑥张拉剩余系梁、横梁预应力钢束;拆除系梁支架;⑦施工桥面铺装、桥梁防撞护栏及栏杆等;⑦调整吊杆索力至成桥索力。

3 施工工艺

3.1 端横梁、系梁及拱脚的施工

端横梁、系梁及拱肋钢管预埋段采用支架现浇。

1) 端横梁、系梁及拱肋钢管预埋段施工:

拱肋钢管预埋段是拱肋线形控制的基础, 施工时注意其几何尺寸、纵向仰角、横向垂直度, 以确保拱肋安装的精度。由于拱肋钢管预埋段与系梁、端横梁部分的混凝土一起施工, 因此, 在浇筑混凝土时, 将拱肋钢管预埋段固定, 防止在施工时移位。

2) 拱脚混凝土的浇筑:

浇筑拱脚混凝土时, 由于拱肋钢管两侧是钢筋、横向竖向波纹管密集区, 混凝土难以从上浇人, 振动棒上部插入困难;且横梁高度高, 使混凝土浇振密实有一定难度。为保证拱脚中下部的浇捣质量, 需要采取必要措施。

3.2 拱肋及风撑制作与施工

依据吊装设备和现场条件的便利性, 本桥每片拱肋分9段预制。

1) 钢管制作:

拱肋及风撑钢管采用Q345C钢钢板卷制的直缝焊接管, 钢管的卷制和焊接由专业厂家进行。卷制前, 应逐张仔细检查使用的钢板以满足设计中对材料的要求。卷制钢管时, 卷管方向应与钢板压延方向一致, 注意根据要求将板端开好坡口。焊接钢管的卷管焊缝应采用埋弧自动焊。

2) 拱肋制作:

主拱拱肋桁架为4根钢管组合而成的桁式断面。根据运输要求、工地节段吊装要求及焊接要求, 对单片拱肋进行分段加工。拱肋制作必修保证其几何尺寸的准确。组拼时, 建议先组拼一段拱肋的上弦杆, 再组拼下弦杆, 然后按设计要求将上、下弦杆定位后再套样制作腹板并与弦杆焊接。

3) 支架设计:

施工支架结构在使用条件下强度、稳定及变形等必须满足预定功能, 支架验算必须考虑风荷载、拱肋自重及混凝土湿重等;经验算支架体系采用Q235材料;钢管柱主肢均采用Φ426mm×8mm的钢管, 横撑采用[20#槽钢, 顶部分配梁采用H型钢440×300×11×18, 斜撑采用∠75×5的角钢, 节点板采用12mm厚钢板, 上人爬梯采用∠50×5角钢, 并安装安全护圈和休息平台;纵向和横向联系梁弦管采用Φ273mm×8mm的钢管, 横撑采用[20#槽钢, 斜撑采用∠75×5的角钢。

4) 拱肋安装:

每条拱肋分7段吊装合龙, 单片拱肋吊装时每段钢管桁架长约25米, 重约45吨。根据现场地形、支墩布置和拱肋安装情况, 拱肋吊装作业半径9～38米, 吊装重量10～60吨, 最后选用QUY350履带吊机, 超起配重, 主臂长60米。吊装时应以拱肋下弦为基准, 先对准两段拱肋的下弦杆, 再调整上弦杆。

3.3 拱肋混凝土的灌注

1) 本桥采用从拱脚到拱顶用泵送混凝土顶升法灌注混凝土。泵送混凝土的压强控制在2MPa内, 最大不超过2.5MPa。在拱脚上下弦管设置灌注孔, 在拱顶管内隔板左右两侧设置出浆孔, 焊接冒浆管以利拱顶段混凝土密实。拱圈混凝土的浇灌程序应按设计要求的工序对称、均衡原则进行施工。拱肋灌注前应压注高强等级砂浆润滑输送甭管、主拱肋钢管的内壁, 用以润滑输送管道, 减小混凝土的泵送阻力。

2) 对于支架法施工的拱肋混凝土灌注, 拱肋的附加应力相对小, 由于桁架式钢拱肋结构刚度大, 在混凝土灌注中钢管变形小, 但由于钢管是多点连续支撑, 钢管应力在纵向有不均匀性, 应加以重视。

3) 混凝土要求采用微膨胀、低水化热的流态混凝土。

4 结语

采用支架法施工的下承式钢管混凝土拱桥对吊装设备要求低, 拱轴线相对容易控制, 施工费用低;其结构轻盈, 造型美观, 适用于跨度较大城市桥梁;但钢管拱桥在施工过程中的重要环节应引起重视;如拱脚混凝土的浇筑、钢管拱肋现场焊接工艺、焊接质量控制及拱肋内混凝土灌注等。随着钢管混凝土拱桥的应用推广, 施工问题会日益受到重视;以上关键环节会在实践中不断总结和完善。本文总结的一些施工经验和方法可供同行在同类桥型设计、施工中参考。

摘要：庞村西特大桥是郑新快速通道上的一座控制性工程, 主桥为下承式钢管混凝土系杆拱桥, 文章系统介绍了下承式钢管混凝土拱桥支架施工工艺及方法, 对该类桥型在施工中的主要环节作简要介绍并提出了具体施工质量控制标准和措施, 为类似工程提供参考。

大跨度混凝土 篇9

针对桥梁结构设计而言, 施工状况的确定、参数的选取、结构分析模型的影响及混凝土材料的不稳定性均易造成大跨度预应力混凝土桥梁 (如连续梁、连续刚构、T型刚构等) 的施工实际状态难以满足设计状态, 因此桥梁施工过程, 务必严格控制主梁梁体内的应力及施工预拱度等。大跨度预应力混凝土桥梁施工的常用控制方法包括纠偏终点控制法、误差容许值控制法 (假定主梁标高及内力最大) 、自适应控制法 (源自现代控制理论) 。本文主要以大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术为研究对象, 具体从桥梁施工控制的结构计算、桥梁线形的控制原理与控制技术两方面进行讨论, 以期实现大跨度预应力混凝土桥梁施工控制水平、整体施工质量及施工安全的提高。

二、桥梁施工控制的结构计算

从理论角度而言, 桥梁结构的计算主要采用有限元素法, 其中有限元素法是指对桥梁结构各施工截面的位移与应力进行计算, 由此向施工监测与施工控制提供事实依据。随着桥梁施工技术的发展, 桥梁结构的计算方法目前已发展到正装分析法、倒装分析法、无应力状态计算法阶段, 其中采用正装计算法能够获取到施工过程桥梁结构的受力状态与位移状态, 同时也能够全方面考虑到混凝土的徐变与收缩问题及非线性问题, 所以就大跨度预应力混凝土桥梁开展正装计算极其必要。针对施工预拱度而言, 允许采用倒装计算法来对结构行为进行计算, 如此获取的各施工阶段桥梁结构的中间状态方能有效指导实际施工作业。无应力状态法是指立足桥梁结构各构件的曲率不变及无应力长度, 把桥梁结构各施工阶段的中间状态及成桥状态相互联系起来, 其中此种计算方法更适合应用到悬索桥及大跨度拱桥的施工控制领域。针对有限元分析而言, 最好依据桥梁的结构特点来建模, 此外大跨度预应力混凝土桥梁最好采用平面 (或空间) 梁单元进行分析, 此外分析软件最好选用正版结构有限元分析软件包。桥梁结构载荷包括人员、钢筋、设备、挂篮及混凝土自重, 风荷载与温度荷载, 挂篮的移动荷载, 二期恒载的重力, 预应力索张拉力, 结构形成过程所产生的荷载等, 其中上述荷载均会引起桥梁结构产生附加应力及变形, 总体而言, 应力监测往往参考正装计算结果;预拱度控制往往参考倒装计算结果。

三、桥梁线形控制原理与控制技术

桥梁线形控制多指桥梁结构的预拱度控制。本章节主要探究桥梁结构的预拱度控制, 同时简单介绍预拱度指令。

1. 预拱度控制

主梁悬浇段的各节段立模标高往往采用式 (1) 进行确定:

其中,

Hi——待浇筑段主梁底板前端底模标高;

fi预——特定施工段顶板纵向预应力束张拉后对特定点的影响程度;

fi——特定施工段及后浇筑各施工段对特定点的影响程度;

Ho——特定点的设计标高;

fx——收缩、徐变、结构体系转换、活载、二期恒载的影响程度。

若以有限元倒向分析、已知计算参数与实测信息为基础及参考依据来预测及调整计算预拱度, 由此便可判定出最佳预拱度, 其中误差调整的常用方法包括灰色系统、卡尔曼滤波法、最小二乘法等。随着桥梁施工技术的进步, 国外开始广泛应用遗传算法、人工神经网络等智能型方法, 同时国内亦开始逐步推广上述方法。若把上述智能型方法应用到主梁预拱度预测领域, 那么既能解决灰色理论GM (1, N) 的某些缺陷 (输入参数单一) , 同时也能克服卡尔曼滤波法的某些不足 (输入与输出的线性关系不足) , 如此建立起输入与输出间的非线性、多参数的映射关系。人工神经网络因具备连续函数表现定理, 因此先用三层网络 (见图1) 。

如图1所示, 输入层、输出层均与网络变量Il (l=1, 2, 3, ..., L) 、输出变量On (n=1, 2, 3, ..., N) 间存有相互对应的神经元L个、N个, 此时隐层神经元取M个, 其中M=2L+1, 此外神经元的传递函数F多采用SIGMOID函数.

若桥面标高偏差采用神经网络方法进行预测, 那么取神经网络的输入变量或标高偏差的某些影响因素即可, 例如混凝土弹性模量、张拉截面、时间、测量温度T (℃) ;张拉后标高 (理论计算) 的变化值W (m) ;讨论截面的主梁高度 (m) ;T构中心与两截面的间距 (m) , 而样本的期望输出直接取标高偏差 (35) W (m) 。样本的期望输出值与测量标高相等, 所以实际值极可能涉及随机性误差或因素, 同时神经网络能够鉴别出此类样本的特殊属性。除此以外, 各样本的期望输出与网络输出间必须相等的条件并未被严格要求, 所以采用网络学习方式, 便可确定出能够反映全部样本数据的非线性映射关系。

2. 预拱度指令

针对主梁线形控制而言, 预拱度作为关键性的参数, 对顺利合拢主跨与边跨的起着决定性的作用, 同时对合理分布应力起着关键性的作用。针对大跨度预应力混凝土桥梁施工的预拱度指令而言, 首先监测监控单位应制定出相应的方案, 随后设代组再对监测监控单位所制定出的方案进行审核, 最终桥梁监理工程师再对审核结果进行签字认可, 如此方能把此设计方案被应用到实际施工中。除预拱度指令的科学性与合理性必须得到保证以外, 下达时间的控制必须符合施工实时性与连续性的要求。

四、结语

综上所述, 本文主要从大跨度预应力混凝土桥梁施工控制的结构计算、线形控制原理与控制技术两方面浅析大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术。研究表明, 经监测与施工控制, 所选施工工艺参数的合理性更加显著, 如此确保成桥状态的提高, 同时采用施工线形测量与有限元理论计算相结合的方法, 即采用人工神经网络等控制理论来预测与调整高程偏差, 以获取合理的施工预拱度, 进而使桥梁的线形被控制到设计线形或无限接近设计线形。除此以外, 针对大跨度预应力混凝土桥梁, 测试应变内涵盖着非混凝土应变的分量, 因此混凝土应力的计算要求铲除应力或修复应力, 其中上述因素涉及漂移、初值设定、温度、徐变等方面, 本文对此不作详细阐释。

摘要：随着我国路桥建设速度的加快, 各种难以预测的外界因素均对桥梁造成了极大破坏。因此势必会对桥梁的安全性能造成极大威胁, 亟需对桥梁施工技术进行控制。本文主要围绕大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术展开论述, 以期提高桥梁施工质量。

关键词：大跨度预应力混凝土桥梁,施工控制技术,桥梁结构

参考文献

[1]董红锋.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].中华民居 (下旬刊) , 2013 (09) .

大跨度混凝土 篇10

1 准备阶段的施工控制

本文中主要介绍了预应力混凝土这一关键性的施工技术, 在实际施工的过程中, 首先要进行准备阶段的管理, 俗话说, 好的开始是成功的一般, 因此要想顺利的完成桥梁工程的施工建设, 就要对施工前的管理加以控制。主要可以从两方面进行有效的管理。

1.1 桥梁结构分析

桥梁工程的施工不是一件轻易的工作, 必须要对工程的每一个细节都具备充分的认识, 因为桥梁工程的施工质量关系到安全的问题, 不能保证质量, 也就无法对行驶在上面的车辆提供安全的保障。同时, 在可持续发展的今天, 施工建设中的浪费是要避免的, 为了合理的利用人力以及其他资源, 就要对施工前的准备工作进行有效的控制。根据桥梁的实际情况, 主要是对结构的预应力进行分析。这一数据直接关系到桥梁的承载力, 因此必须要在设计图中表明。这样施工人员才能在实际的工程施工中合理的选择施工技术。在满足工程结构要求的同时, 施工环境的好坏也直接影响到工程的整体质量, 尤其是土质的情况, 对于工程的进度会产生直接影响, 为了进一步满足工程的施工要求, 就要在施工前, 对常见的问题进行整理, 并且制定出预案措施, 防止出现问题时延误工程的工期。

1.2 桥梁截面的选择

选择合理的桥梁截面能够有效的提高桥梁整体的预应力, 因此在施工前要重视其选择。具体来说, 大跨度桥梁的施工与一般的桥梁施工相比, 无论是从施工的难度还是从施工的过程来说都是相当复杂的, 因此, 为了确保质量过关, 一般情况下的大跨度桥梁都是在箱型截面的基础上建设起来的, 这种截面的优势在于可以承受更大的承载力, 并且受力均匀, 在箱型截面中, 针对该工程的施工要求, 由于跨度较大, 因此还要选择不等跨的截面, 增强桥梁的受力要求。

2 大跨度预应力混凝土桥梁施工中的控制技术

预应力混凝土技术在桥梁施工中被人们广泛应用, 能够减少传统混凝土中裂缝的产生。因此在我国大跨度桥梁施工中, 预应力混凝土的运用技术十分普遍。

2.1 施工工艺控制

施工技术关系到工程的实际应用情况, 同时也能在一定程度上有效的降低施工难度。因此在施工工艺的选择上直接影响到工程能否顺利完工, 能否满足施工中的要求, 对于一些安装构件的误差是可以存在的, 但是要保证误差的范围不应过大, 否则会对工程质量产生较大的影响, 不仅会影响到工程的顺利进行, 还会造成工程处于一种非理想的状态之中。

2.2 工程检测控制

由于大跨度的桥梁施工在工程难度上更高, 因此, 施工人员要加强工程检测的控制, 在施工的全过程中, 要时刻对预应力进行严格的监控, 这样就能达到工程预应力的要求, 同时和会降低外界因素对工程质量产生的影响。这一过程中, 误差的出现是不可避免的, 但是施工人员要尽可能的将工程的误差降到最低, 施工人员都是具有多年丰富经验的人员, 这时要充分发挥他们的优势以及能力, 降低不利因素对工程质量的影响, 有效的对工程检测进行控制。

2.3 温度变化控制

除此之外, 大跨度桥梁的施工不同于一般的工程施工, 因为温度的变化对其影响较大, 因此, 在施工的同时, 还要随时控制温度对桥梁工程产生的影响, 避免温度对桥梁的形状产生的影响。有效的将温度控制在规定的范围内, 就能将影响降到最低, 尽量避免温差过大, 尤其是在季节交替的时间段, 温度经常会出现不确定的情况, 这时就要对影响因素逐一排除, 以保证工程的质量。

2.4 混凝土的徐变和收缩控制

徐变和收缩时混凝土本身具有的两个重要特性, 而二者的发生均会对结构的变形和内力产生影响。这主要是由于大跨度桥梁在施工时, 预应力混凝土龄期相差较大、加载时间短, 所以造成混凝土收缩徐变的程度有所不同。因此在实际工程控制中, 应做好充分调查研究, 采用与实际情况相符合的徐变参数和计算模型。

2.5 预拱度的控制

在大跨度预应力桥梁工程中, 应通过大量测量和搜集实际数据, 并进行科学的分析, 从而对预拱度的设置有一个较为清晰地评价, 为桥梁的设计提供依据。而且, 通过对数据的分析中, 可以探索出一些普遍规律: (1) 对于桥梁承受的永久荷载, 如混凝土收缩和徐变、永久预应力等, 桥梁预拱度的设计值应与后期由于这些荷载而出现的变形之和相互抵消, 且方向相反。 (2) 对于如模板、挂篮以及温度变化引起的临时荷载, 其挠度会随着荷载的卸除而反弹。

3 大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术的意义

控制大跨度桥梁预应力混凝土施工的最重要目的就是提高桥梁的施工质量。桥梁施工质量的好坏主要是靠施工质量的控制得以实现, 尤其是大跨度桥梁的施工, 过程复杂, 工程浩大, 若控制不到位就容易产生质量问题。因此, 对大跨度预应力桥梁施工进行控制是保证施工质量的基础和前提。

提高桥梁的施工质量的最终目的就是保证它在使用过程中的安全性。对大跨度预应力混凝土桥梁的施工技术进行控制, 可以有效的了解和掌握桥梁的安全状况。在施工控制中一旦发现问答题, 结合实际情况和设计方案及时采取应对措施, 就能保证桥梁结构的安全性、稳定性和可靠性以及日后行车的舒适性等。

4 结论

为保障桥梁的施工质量和使用安全, 对大跨度预应力混凝土桥梁施工技术进行控制是十分必要的手段。就我国现在的技术发展水平来看, 需要从前期设计阶段到施工阶段都应该对大跨度预应力混凝土桥梁施工技术进行控制, 使施工技术进一步提高和完善, 各环节的工作人员共同配合协调, 才能促进我国桥梁事业更大的发展。

摘要：我国在近几年间重点发展了混凝土道路桥梁的施工技术, 并且取得了不俗的进展, 为桥梁施工水平的进一步提升做出了宝贵的贡献。在当前社会发展的过程中, 我国的桥梁建设正在如火如荼的进行着, 要想建设出令人满意的桥梁, 需要经过复杂的步骤并且选择合适的施工技术才能实现, 这就要求施工人员要具备更加专业的能力, 并且能够将现代化的施工理论应用在实践中, 为桥梁建设的发展做出宝贵的贡献。重点探讨了当下主要应用到的桥梁施工技术。

关键词：大跨度预应力,桥梁施工,控制技术

参考文献

[1]赵会强, 大跨度预应力混凝土桥梁施工监测监控技术的探讨[J].工程建设与设计, 2011 (5) .

[2]温运斌, 罗凯.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].江西建材, 2013 (5) .