桥梁施工控制误差分析

 桥梁施工控制误差分析

误差分析是施工监控的难点，也是施工监控三大系统中相对最不成熟的部分，主要原因是测试数据较少而影响因素较多的矛盾引起的。例如，引起主梁标高较低的因素较多，诸如混凝土超方、挂篮变形较大、预应力张拉力不够、临时荷载引起、日照影响等等，在诸多的因素中，仅仅通过标高测量或者应变测量是很难判断出原因的。所以，为了得到更准确的分析，必须增加测点，增加测试工况，增加测试内容。下面将连续梁桥可能碰到的误差、误差的严重程度以及解决方法分析如下： 

1、结构刚度误差 

引起结构刚度误差的因素，一方面是混凝土弹性模量的改变，另一方面截面尺寸的变化，都对刚度有所影响。对于对称悬臂施工的连续梁桥来说，如果整体刚度提高，虽然浇筑混凝土过程中主梁变形量会减少，但是，张拉预应力束过程中变形量也会减少。所以，结构刚度误差对施工控制质量的危害不大。 

2、浇筑混凝土误差 

浇筑混凝土误差，即超方现象是浇筑混凝土过程中难以克服的误差，产生的原因有两方面。一方面是浇筑混凝土时，由现场施工负责人估计顶、底板混凝土厚度而产生的误差，另一方面是由模板变形和混凝土容重变化而产生的误差。 

混凝土超方对连续梁桥施工阶段的内力和线型影响较大，特别是两侧出现不平衡超方时，影响就更大。当结构悬臂伸长时，危害急剧增加。 

在施工过程中，通过改进施工方法减少误差的产生是很有必要的，也是可行的。对悬臂施工的连续梁桥来说，由于两悬臂端对称荷载对结构的影响比单侧荷载要小的多，所以，施工中出现两侧不平衡荷载时，可以考虑在轻的一侧增加重量，只要保持平衡，影响不会太大。 

3、桥面临时荷载影响 

桥面临时荷载的影响类似于混凝土超方，既存在对称荷载，也存在单侧荷载。桥面临时荷载可分为两类，第一类相对固定，如卷扬机、压浆机、吊索机、施工简易房等；第二类比较随机，如桥面上堆放的钢筋、型钢、锚具等。 

由于桥面荷载随机性较大，只能通过实地观察，估计桥面荷载的重量以及位置，在计算数据中考虑。如果能准确估计第一类荷载的重量，并且随时记录第二类荷载堆放的时间和重量，是能够在计算中消除此类误差的。由于临时荷载是随机的，如果把每一种荷载影响作为荷载工况输入跟踪计算，并不方便。一般情况下，可先进行试算，将各种荷载影响的结果算出，作为修正值现场修正会比较方便。 

当结构处于悬臂状态时，桥面临时荷载的影响效果同浇筑混凝土的超方现象。由于它是随机的，所以较难掌握。在施工过程中，加强施工管理，除了必须的施工设备外，对于无用的设备及时清理，并且尽可能保持桥面荷载的平衡性。在计算中要考虑临时荷载的影响，特别是在挂篮定位时要将不平衡的临时荷载影响排除。 

4、挂篮及模板定位误差 

由于挂篮是一个庞大的结构物，加上挂篮本身刚度的影响，实际施工时挂篮位置很难做到与设计一致。挂篮模板定位包括外模板和内模板的定位，外模板决定了梁底标高，而内模板决定了桥面的标高。 

挂篮定位是控制主梁标高最重要也是最直接的手段，定位时只要态度认真，并且挂篮在设计上是合理的，挂篮定位误差能够控制在允许范围以内。一般桥梁工地都是24小时工作制，在挂篮定位时其它工序仍在进行，所以挂篮定位必须考虑温度和临时荷载的影响。 

5、挂篮变形误差 

浇筑混凝土过程中，挂篮会发生变形，这包括纵向变形和横向变形，也包括弹性变形和非弹性变形。 

挂篮非弹性变形对施工控制质量有较大影响，特别是后支点挂篮，由于无拉索帮助，挂篮受力较大。前支点挂篮由于拉索帮助，其纵梁的受力得到很大改善，但是，对于宽桥，前支点挂篮优点不明显，其主要受力在横向，所以前支点挂篮的横向受力更为重要。 

6、温度影响 

温度影响是施工控制中较难掌握的因素，这主要是因为温度始终变化无常，而且在同一时刻，结构各部分也存在温差。所以，在结构计算中一般不把温度影响作为单独工况，而是将温度影响单独列出，作为修正。温度测量也比较困难，一般情况下，只能测气温，而气温和结构温度是有很大差别的。 

温度影响产生桥梁挠度变化有两种情况：均匀温差、箱梁内外侧的相对温差。 

温度变化虽然随时存在，但其对施工控制的危害主要表现在挂篮定位时，选择夜间或者早晨进行挂篮定位比较合适。温度影响变化无常，每座桥都有各自特点，所以施工控制前必须加强观测，及时掌握规律，尽可能排除温度影响。如果能掌握温度引起挠度的变化规律，可以将挂篮定位安排在任意的时间进行，对于加快施工进度是有好处的。 

7、预应力束张拉力误差 

预应力束张拉误差一方面由张拉千斤顶的油压表读数误差引起，另一方面由各种预应力损失引起。预应力损失包括：①管道摩阻力，②锚具损失，③温度损失，④钢丝松弛，⑤徐变损失。 

施工监控的工作及对施工工艺的要求 

1.薄壁墩及0#块施工 

在薄壁墩及0#块施工过程中，监控单位可定期派人到达现场，进行测点埋设，具体要求做到以下几点： 

①薄壁墩施工前须预埋应变测点，或者薄壁墩施工完成后，将表面应变计粘贴在混凝土表面； 

②0#块施工模板支架须有足够的刚度，浇筑混凝土前支架须进行1.2倍箱梁荷载的预压，防止浇筑过程中产生过大变形； 

③根据计算及相应的预压结果，设置0#块主梁的预拱度。 

2. 主梁悬臂施工 

主梁悬臂施工是施工监控过程中工作量最大，也是时间最长的阶段，在这个过程中，施工监控单位必须有专人常驻现场，实时监控并指导施工。 

在这个过程中，必须做到以下几点： 

①施工单位提供挂篮、模板、施工机具的重量及形心位置； 

②挂篮使用前须进行压载试验，消除挂篮的非弹性变形并提供弹性变形值； 

③挂篮移动到位、浇筑砼和张拉预应力束工况均须进行监控测试； 

④每阶段挂篮定位数据由监控单位提供； 

⑤挂篮定位须在早晚进行，当悬臂超过9#块时，测量时间要求在早上8:00前或阴雨天，以避开日照影响； 

⑥主梁应力测试断面设在悬臂根部、跨中和合龙段。 

3. 主梁合龙施工及桥面铺装 

主梁合龙施工是施工监控过程中的关键阶段，在这个阶段必须做到以下几点： 

①施工单位尽早提供合龙方案，包括合龙时的底篮重量； 

②监控单位提供合龙段配重重量； 

③合龙前1个星期应该24小时不间断测试温度，以确保合龙时间选择在一天中温度最低而且相对稳定的时间； 

④浇筑合龙段混凝土观测应变和标高的变化； 

⑤合龙段混凝土的养护； 

⑥主桥合龙后测量全桥梁顶标高以确定是否调整桥面的铺装标高。