铁路桥梁施工误差分析与调整

铁路桥梁施工误差分析与调整

中铁七局集团第四工程有限公司湖北430074

【摘要】铁路桥梁施工规范和验标,根据建筑物的不同部位的功能,对误差量值的正负区间,均有明确的规定,它为工程质量的验评提供了统一和量化的判别标准和依据。其目的含义在于:“施工中发生的小于或等于施工许可误差的建筑物,应属合格品,即其功能满足设计要求,可以正常使用;反之则为不合格品,它不能满足设计功能,不能正常使用”。

【关键词】铁路桥梁;施工误差;调整分析

引言:

铁路桥梁施工误差分析与调整是施工监控的难点,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。

一、施工误差的界定标准

随着科学技术的进步,设计方法的优化,建筑物的设计质量与其考虑因素的全面、准确紧密相关,特别是结构轻巧、充分发挥材料特性的建筑物,就更显重要。

计量学又巾误差的定义为:“误差是指计量结果与被计量的真值之间的差异”。对粗大误差定义为:“超过在规定条件下预期的误差就是粗大误差”。就铁路桥涵施工误差的发生结果并量值分布情况,亦有正常的施工误差和异常的粗大误差两种表现,前者属于受控于事先规定、为规范和质量验收标准(简称验标)所允许的施工误差;而后者则是超出事先规定,为规范和验标所不容的施工失误。规范和验标对施工许可误差量值界定时考虑的主要因素是:当今施工的综合技术水平、建筑材料的质量标准、结构的需要、静力学的限值以及经济投人等,总的考虑问题的核心是建筑物的用途和相应的设计功能(安全、使用、观瞻等)。故施工许可误差量值正负区间的界定标准,并非技术指标越严越好、误差区间越小越好,其科学的选择应该是:“在满足建筑物设计功能的前提下,作到技术上可行、经济上合理”。文中以下述及的“误差”和“功能”,均指“施工许可误差”和设计的“结构安全功能”。

二、施工误差与设计功能的相关性

施工误差的量值表现,一般均为正态分布的向量,所谓向量是指其形位尺寸,均系可以度量的量。由于施工工序和阶段不同,误差的可度量性,又表现为可见的和隐蔽的两种形式,前者如展现于外的建筑物形状和尺寸,后者如竣工后建筑物的基础座标和内部的钢筋数量、位置等。施工误差无论其表现形式如何,它都从正负两个方面、或多或少地直接影响建筑物的功能,故称“误差”与“功能”在系统的相关性上二者呈紧密相关。

三、铁路桥梁施工误差调整控制

桥梁的施工中,桥梁结构的实际状态与理想状态总是存在着一定的误差。主要由于设计参数、误差、测量、结构分析模型等综合因素影响所致。既然桥梁结构的实际状态与理想状态总是存在着一定的偏差,那么用什么理论和方法去分析这些误差,如何调整这些误差、控制其影响,是桥梁工程施工中一个的重要问题。

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。

结语:

伴随着我国铁道交通的迅猛发展,人们生活水平的提高,我们知道铁路桥梁施工是一项复杂多变的工作,所以说这对施工人员是一种挑战,近些年看来,我国桥梁施工误差给桥梁带来的事故已经是屡见不鲜,这说明我们施工人员对桥梁施工误差依然还不够认识,面对这些问题,笔者借助本文对铁路桥梁施工误差分析与调整,希望能为同行带来一定的帮助。

参考文献:

[1]房学先.铁路桥梁施工误差分析与调整[J].铁道标准设计,1993(8):5-10.

[2]刘宗明.铁路桥涵顶进施工偏差的分析与防治[J].郑铁科技通讯,2009(4).

[3]廉云亮.立交框架顶进施工中产生误差分析及防治[J].大科技,2014(10).

[4]张国碧.大跨度铁路桥连续梁线形监控的研究[D].北方工业大学,2012.

标签:;  ;  ;  

铁路桥梁施工误差分析与调整
下载Doc文档

猜你喜欢