大跨径桥梁施工控制温度应力分析

宋东悦

摘 要：为进一步深化大跨径桥梁现场施工质量效果，本文主要针对大跨径桥梁施工控制温度应力问题进行重点研究与分析。分析过程中，通过立足于大跨径桥梁温度应力的产生原因、效应类别、变化机制等，阐明温度应力问题对大跨径桥梁现场施工产生的影响。最后对大跨径桥梁施工温度应力问题控制方法进行总结与归纳，以供参考。

关键词：大跨径桥梁;现场施工;温度应力;控制措施;

对于大跨径桥梁现场施工而言，若想实现高质量施工，仅仅凭靠检查与验收是远远不够的，而是需要工作人员对桥梁施工进行全方位严格控制，以确保实际施工状态与预期设计相符。其中，工作人员应该重点针对结构设计参数以及结构内应力变化问题予以高度重视，尤其是温度应力变化问题。

1 大跨径桥梁温度应力问题的相关研究

1.1 温度应力的产生原因

传统桥梁温度应力研究方法主要根据年温变化的产生与分布作为重要依据。结合当前桥梁工程发展情况来看，关于桥梁温度应力的研究已经不再局限于考虑气温条件上升或者下降等因素方面，而是上升到日照条件高度以及其他因素方面。以大跨径桥梁为例，可根据温度应力作用形式以及表现情况的不同，将其分为温度自应力与温度次应力两种[1]。

一般来说，桥梁内部构件单元受到各纤维温度的不同影响以及约束作用力的不同影响，产生大量应力。其中，由温度应力带来的变化可以称之为温度自应力。对于温度次应力而言，主要在温度变化影响的基础上，会受到支承约束作用力的施加影响，而产生应力变化。对于这一变化过程，可以理解为而温度次应力。根据以往的研究经验来看，温度应力的产生与分布具备非线性特点，同时还具备明显的时间性特点。

1.2 温度应力效应类别

大跨径桥梁在长期运行过程中会受到周边不确定因素的干扰影响而产生一系列效应变化问题。其中，温度效应是大跨径桥梁运行过程中常会遇见的问题之一。根据温度效应作用性质的不同可以细化分为年温差效应与局部温差效应两种。其中，关于年温差效应的研究问题，可以从桥梁截面受到迟缓年温差的作用影响，而产生温升或者温降等变化问题。需要注意的是，如果桥梁位移受到约束变化的影响而存在温度次应力问题，建议现场施工人员应该采取针对性措施加以解决。

另外，区别于传统截面传热形式，非线性分布特征十分明显。举例而言，因截面非线性温度分布造成的胀缩问题，往往会直接导致应力变化问题的出现[2]。

1.3 变化机制

大跨径桥梁温度应力形成期间会产生线性变化与非线性变化问题。对于线性变化而言，当出现明显温差变化时，梁式结构会出现挠曲变形问题。如果只会产生结构位移问题，而不会产生温度应力问题。但是这种情况并不适用于超静定梁式结构当中，一旦发生明显位移变化问题，结构会容易受到变化因素的影响而产生温度次应力变化问题[3]。

而对于非线性变化而言，静定梁式结构会受到不确定因素的影响而发生挠曲变形问题，在截面上的纵向纤维位置处，会受到该变化的影响而出现约束应力问题。除此之外，超静定梁式结构会在温度自应力问题的影响下，引发温度次应力变化问题。无论是处于上述哪一种变化机制，均会对大跨径桥梁整体运行质量造成不利影响。

1.4 温度应力计算方法

关于温度应力计算方法，本文以基本假定法为主。计算过程中，工作人员可以假设基于梁长方向的温度分布始终保持均匀变化状态。同时，对于断面局部变化引发的量体温差问题忽略不计。暂时未出现明显裂缝问题时，可以将其设置为符合弹性变形规律。并按照单向温差荷载计算方法得出温差应力数值。并在此基础上利用叠加组合方法，针对多向温度差荷载状态下的温差应力变化进行研究与分析。

2 大跨径桥梁施工应力问题的控制方法

2.1 合理应用温度应力控制方法，减少温度应力变化问题

关于大跨径桥梁温度应力的控制方法可以根据作用性质以及使用方式的不同分为平衡稳定控制方法、几何控制目标方法、施工安全控制方法三种。其中，平衡稳定控制方法主要针对桥梁结构稳定性表现成果而言。一般来说，多数大跨径桥梁施工过程并未设立相对应的监控系统作为支撑，因此导致施工作业期间很容易受到突发问题或者不确定因素的干扰影响，而对桥梁施工结构造成不利影响[4]。为防止这一问题出现，现场施工人员主张利用平衡稳定控制方法构建科学合理的控制系统，减少温度应力变化带来的不良影响。

几何控制目标方法主要针对各道工序进行研究与分析，通过合理确立几何控制目标，满足各道工序施工要求。一般来说，任何结果的产生都无法接近预期数值。但是，工作人员可以通过科学合理的手段减少误差问题，尽量将误差数值控制在最小范围当中。对于大跨径桥梁施工而言，误差范围值可以从桥梁建设规模以及跨径大小等因素方面进行合理确定。除此之外，关于误差允许值确定，也可以根据施工情况进行合理确定，以确保可以满足预期控制目标。

施工安全控制法作为减少大跨径桥梁施工温度应力问题的重要手段，是目前多数桥梁单位予以重点践行的方法对策。所谓的施工安全控制法主要针对现场施工安全而言，要求现场施工人员应该严格按照大跨径桥梁施工规范要求，贯彻落实现场施工作业。并在此基础上，统筹规划与合理部署，深入施工场地，明确当前现场施工变化。并根据变化表现机制提出针对性解决措施，以防止出现施工误差问题。除此之外，安全控制的选择主要由桥梁结构形式所决定。究其原因，主要是因为不同结构形式所涉及到的安全问题也不尽相同[5]。针对于此，建议现场施工人员应该立足于大跨径桥梁施工实况，紧抓重点进行防范。

2.2 规范现场施工行为，减少施工隐患问题出现

大跨径桥梁温度应力问题产生的原因除了受到自然因素的干扰之外，还受到现场施工人员作业流程以及操作方式的干扰。结合以往的施工经验来看，因施工人员违章操作或者行为不规范导致的大跨径桥梁温度应力变化问题不在少数。如果不加以及时解决，温度应力问题所带来的弊端影响也会逐渐加剧。

针对于此，建議现场施工人员应该勇于承担起自身的主体责任。严格按照大跨径桥梁施工原则以及规范要求，从多个方面针对现场施工问题进行统筹规划与合理落实。通过不断规范个人现场施工行为，以期减少施工隐患问题出现。与此同时，现场施工人员应该明确意识到温度应力问题带来的不良影响，及时采取针对性措施加以预防。

结论：总而言之，对于大跨径桥梁施工控制温度应力而言，因现场施工面临的不确定因素较多，且温度参数复杂多变，导致在温度应力问题控制方面存在一定难度。针对于此，建议相关人员应该立足于桥梁所在地理位置以及自然条件等因素，合理确定结构应力以及变形情况。并在此基础上，识别参数并加以计算，加强对应力温度问题的控制力度。除此之外，现场施工人员应该严格按照大跨径桥梁施工原则及要求，规范个人操作行为，减少施工隐患问题的出现。相信在全体人员的不断努力下，我国大跨径桥梁建设质量将会得到进一步规范加强。

参考文献：

[1]赵阳. 论大跨径桥梁施工控制温度应力分析[J]. 信息记录材料，2019，20（06）：242-243.

[2]苏荣荣. 大跨径桥梁施工控制温度应力分析[J]. 住宅与房地产，2017（03）：282.

[3]王春玲. 大跨径桥梁施工控制温度应力分析[J]. 黑龙江科技信息，2017（09）：195.

[4]邵钰轩. 大跨径桥梁施工控制不确定因素分析[J]. 北方交通，2016（06）：35-37.

[5]陶文景. 大跨径桥梁施工控制温度应力问题[J]. 西部交通科技，2016（04）：75-77+82.