鐵路橋梁施工誤差分析與調整

賀燕青

中鐵七局集團第四工程有限公司 湖北 430074

【摘 要】鐵路橋梁施工規范和驗標，根據建筑物的不同部位的功能，對誤差量值的正負區間，均有明確的規定，它為工程質量的驗評提供了統一和量化的判別標準和依據。其目的含義在于：“施工中發生的小于或等于施工許可誤差的建筑物，應屬合格品，即其功能滿足設計要求，可以正常使用；反之則為不合格品，它不能滿足設計功能，不能正常使用”。

【關鍵詞】鐵路橋梁；施工誤差；調整分析

引言：

鐵路橋梁施工誤差分析與調整是施工監控的難點，也是施工監控三大系統中相對最不成熟的部分，主要原因是測試數據較少而影響因素較多的矛盾引起的。例如，引起主梁標高較低的因素較多，諸如混凝土超方、掛籃變形較大、預應力張拉力不夠、臨時荷載引起、日照影響等等，在諸多的因素中，僅僅通過標高測量或者應變測量是很難判斷出原因的。

一、施工誤差的界定標準

隨著科學技術的進步，設計方法的優化，建筑物的設計質量與其考慮因素的全面、準確緊密相關，特別是結構輕巧、充分發揮材料特性的建筑物，就更顯重要。

計量學又巾誤差的定義為：“誤差是指計量結果與被計量的真值之間的差異”。對粗大誤差定義為：“超過在規定條件下預期的誤差就是粗大誤差”。就鐵路橋涵施工誤差的發生結果并量值分布情況，亦有正常的施工誤差和異常的粗大誤差兩種表現，前者屬于受控于事先規定、為規范和質量驗收標準（簡稱驗標）所允許的施工誤差；而后者則是超出事先規定，為規范和驗標所不容的施工失誤。規范和驗標對施工許可誤差量值界定時考慮的主要因素是：當今施工的綜合技術水平、建筑材料的質量標準、結構的需要、靜力學的限值以及經濟投人等，總的考慮問題的核心是建筑物的用途和相應的設計功能（安全、使用、觀瞻等）。故施工許可誤差量值正負區間的界定標準，并非技術指標越嚴越好、誤差區間越小越好，其科學的選擇應該是：“在滿足建筑物設計功能的前提下，作到技術上可行、經濟上合理”。文中以下述及的“誤差”和“功能”，均指“施工許可誤差”和設計的“結構安全功能”。

二、施工誤差與設計功能的相關性

施工誤差的量值表現，一般均為正態分布的向量，所謂向量是指其形位尺寸，均系可以度量的量。由于施工工序和階段不同，誤差的可度量性，又表現為可見的和隱蔽的兩種形式，前者如展現于外的建筑物形狀和尺寸，后者如竣工后建筑物的基礎座標和內部的鋼筋數量、位置等。施工誤差無論其表現形式如何，它都從正負兩個方面、或多或少地直接影響建筑物的功能，故稱“誤差”與“功能”在系統的相關性上二者呈緊密相關。

三、鐵路橋梁施工誤差調整控制

橋梁的施工中，橋梁結構的實際狀態與理想狀態總是存在著一定的誤差。主要由于設計參數、誤差、測量、結構分析模型等綜合因素影響所致。既然橋梁結構的實際狀態與理想狀態總是存在著一定的偏差，那么用什么理論和方法去分析這些誤差，如何調整這些誤差、控制其影響，是橋梁工程施工中一個的重 要問題。

1.結構剛度誤差

引起結構剛度誤差的因素，一方面是混凝土彈性模量的改變，另一方面截面尺寸的變化，都對剛度有所影響。對于對稱懸臂施工的連續梁橋來說，如果整體剛度提高，雖然澆筑混凝土過程中主梁變形量會減少，但是，張拉預應力束過程中變形量也會減少。所以，結構剛度誤差對施工控制質量的危害不大。

2.澆筑混凝土誤差

澆筑混凝土誤差，即超方現象是澆筑混凝土過程中難以克服的誤差，產生的原因有兩方面。一方面是澆筑混凝土時，由現場施工負責人估計頂、底板混凝土厚度而產生的誤差，另一方面是由模板變形和混凝土容重變化而產生的誤差?；炷脸綄B續梁橋施工階段的內力和線型影響較大，特別是兩側出現不平衡超方時，影響就更大。當結構懸臂伸長時，危害急劇增加。

在施工過程中，通過改進施工方法減少誤差的產生是很有必要的，也是可行的。對懸臂施工的連續梁橋來說，由于兩懸臂端對稱荷載對結構的影響比單側荷載要小的多，所以，施工中出現兩側不平衡荷載時，可以考慮在輕的一側增加重量，只要保持平衡，影響不會太大。

3.橋面臨時荷載影響

橋面臨時荷載的影響類似于混凝土超方，既存在對稱荷載，也存在單側荷載。橋面臨時荷載可分為兩類，第一類相對固定，如卷揚機、壓漿機、吊索機、施工簡易房等；第二類比較隨機，如橋面上堆放的鋼筋、型鋼、錨具等。

由于橋面荷載隨機性較大，只能通過實地觀察，估計橋面荷載的重量以及位置，在計算數據中考慮。如果能準確估計第一類荷載的重量，并且隨時記錄第二類荷載堆放的時間和重量，是能夠在計算中消除此類誤差的。由于臨時荷載是隨機的，如果把每一種荷載影響作為荷載工況輸入跟蹤計算，并不方便。一般情況下，可先進行試算，將各種荷載影響的結果算出，作為修正值現場修正會比較方便。

當結構處于懸臂狀態時，橋面臨時荷載的影響效果同澆筑混凝土的超方現象。由于它是隨機的，所以較難掌握。在施工過程中，加強施工管理，除了必須的施工設備外，對于無用的設備及時清理，并且盡可能保持橋面荷載的平衡性。在計算中要考慮臨時荷載的影響，特別是在掛籃定位時要將不平衡的臨時荷載影響排除。

4.掛籃及模板定位誤差

由于掛籃是一個龐大的結構物，加上掛籃本身剛度的影響，實際施工時掛籃位置很難做到與設計一致。掛籃模板定位包括外模板和內模板的定位，外模板決定了梁底標高，而內模板決定了橋面的標高。掛籃定位是控制主梁標高最重要也是最直接的手段，定位時只要態度認真，并且掛籃在設計上是合理的，掛籃定位誤差能夠控制在允許范圍以內。一般橋梁工地都是24小時工作制，在掛籃定位時其它工序仍在進行，所以掛籃定位必須考慮溫度和臨時荷載的影響。

5.掛籃變形誤差

澆筑混凝土過程中，掛籃會發生變形，這包括縱向變形和橫向變形，也包括彈性變形和非彈性變形。掛籃非彈性變形對施工控制質量有較大影響，特別是后支點掛籃，由于無拉索幫助，掛籃受力較大。前支點掛籃由于拉索幫助，其縱梁的受力得到很大改善，但是，對于寬橋，前支點掛籃優點不明顯，其主要受力在橫向，所以前支點掛籃的橫向受力更為重要。

6.溫度影響

溫度影響是施工控制中較難掌握的因素，這主要是因為溫度始終變化無常，而且在同一時刻，結構各部分也存在溫差。所以，在結構計算中一般不把溫度影響作為單獨工況，而是將溫度影響單獨列出，作為修正。溫度測量也比較困難，一般情況下，只能測氣溫，而氣溫和結構溫度是有很大差別的。溫度影響產生橋梁撓度變化有兩種情況：均勻溫差、箱梁內外側的相對溫差。

溫度變化雖然隨時存在，但其對施工控制的危害主要表現在掛籃定位時，選擇夜間或者早晨進行掛籃定位比較合適。溫度影響變化無常，每座橋都有各自特點，所以施工控制前必須加強觀測，及時掌握規律，盡可能排除溫度影響。如果能掌握溫度引起撓度的變化規律，可以將掛籃定位安排在任意的時間進行，對于加快施工進度是有好處的。

結語：

伴隨著我國鐵道交通的迅猛發展，人們生活水平的提高，我們知道鐵路橋梁施工是一項復雜多變的工作，所以說這對施工人員是一種挑戰，近些年看來，我國橋梁施工誤差給橋梁帶來的事故已經是屢見不鮮，這說明我們施工人員對橋梁施工誤差依然還不夠認識，面對這些問題，筆者借助本文對鐵路橋梁施工誤差分析與調整，希望能為同行帶來一定的幫助。

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