大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工控制關(guān)鍵技術(shù)研究

1、大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工控制關(guān)鍵技術(shù)研究0 引言大跨徑預(yù)應(yīng)力繼續(xù)梁橋施工工序十分復(fù)雜，要保證施工效果，過程控制至關(guān)重要。但是，在實(shí)際施工中，因?yàn)槭┕挝粚?duì)施工控制的重要性主觀意識(shí)缺乏，對(duì)施工控制的詳細(xì)內(nèi)容了解不夠，導(dǎo)致施工控制不力，使得工后的橋梁結(jié)構(gòu)達(dá)不到預(yù)期要求，有的工程工后效果甚至與設(shè)計(jì)要求大相徑庭，也有的工程在施工過程中，因結(jié)構(gòu)失穩(wěn)而崩塌。為了協(xié)助施工單位提高認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步明確施工控制的詳細(xì)要求和實(shí)施方法，本文結(jié)合大跨徑繼續(xù)梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，明確了施工控制基本原理、主要內(nèi)容和施工控制方法，并結(jié)合工程實(shí)例詳細(xì)分析如何實(shí)施施工控制。1 大跨徑繼續(xù)梁橋施工控制的基本原理當(dāng)我們以懸臂法形成橋梁時(shí)，成橋狀

2、態(tài)的施工挨次同其結(jié)構(gòu)內(nèi)力間有著較為親密的聯(lián)系，為了能夠?qū)?shí)際施工過程中內(nèi)力演化過程舉行良好的分析與研究，我們以圖1中的三跨繼續(xù)梁施工為例對(duì)其結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算原理舉行一定的研究。1.1 梁端懸臂施工內(nèi)力從墩頂部位開頭的施工，在施工過程中的受力狀態(tài)與T型鋼架類似。因此，梁段施工過程中，最長懸臂成為了其最不利的受力狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)彎矩圖如圖2所示。1.2 邊跨合攏段內(nèi)力邊跨合攏是在支架上施工，施工結(jié)束拆除支架的過程。在實(shí)際施工中，需要以一次落架的方式將其在橋墩上固定，而將其另一端搭在橋梁固端梁上，按結(jié)構(gòu)力學(xué)舉行表示，不平衡彎矩圖如圖3。將其同上述懸臂施工彎矩圖舉行疊加之后，可以獲得合攏之后的累計(jì)彎矩。2

3、大跨徑繼續(xù)梁施工控制內(nèi)容2.1 結(jié)構(gòu)變形控制橋梁結(jié)構(gòu)在施工中受各類因素的影響會(huì)發(fā)生變形，嚴(yán)峻時(shí)會(huì)導(dǎo)致主橋結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之間消失嚴(yán)峻的誤差，進(jìn)而造成橋梁不易合攏，即便成型，其成型狀態(tài)必定偏離控制目標(biāo)，終于導(dǎo)致橋梁無法交付使用。鑒于此，在橋體施工中，務(wù)必對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)舉行變形控制。2.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制橋梁結(jié)構(gòu)在施工中以及成橋狀態(tài)的受力狀況是否與設(shè)計(jì)相符，是施工控制的主要內(nèi)容。若發(fā)覺實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)與計(jì)算盈利狀態(tài)的差別超限，就要深化分析緣由，并實(shí)行控制措施，將其控制在允許范圍以內(nèi)，以防結(jié)構(gòu)破壞。大跨徑繼續(xù)梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制，主要涉及結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重下的應(yīng)力、結(jié)構(gòu)在施工荷載下的應(yīng)力以及結(jié)構(gòu)預(yù)加應(yīng)力等。2.3 結(jié)構(gòu)

4、穩(wěn)定性控制在橋梁施工中，因橋梁結(jié)構(gòu)不穩(wěn)造成結(jié)構(gòu)破壞的事故屢見不鮮，其中一個(gè)典型案例就是加拿大魁北克橋，該橋在攔車錨錠慵薌唇完工時(shí)，因?yàn)閼冶鄱讼聭覘U的腹板屈曲而發(fā)生驟然倒塌墜落。因此，橋梁施工不僅要控制變形和盈利，更要嚴(yán)格控制施工各階段結(jié)構(gòu)構(gòu)件的局部和整體穩(wěn)定。3 繼續(xù)梁橋施工控制方法3.1 合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸、結(jié)構(gòu)材料彈性模量、材料自重、施工荷載、預(yù)加應(yīng)力等。3.2 預(yù)報(bào)控制法預(yù)報(bào)控制是在全面考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的各種因素和施工所要達(dá)到的目標(biāo)后，對(duì)結(jié)構(gòu)的每個(gè)施工節(jié)段形成前后的狀態(tài)舉行預(yù)報(bào)，使施工沿著預(yù)定方向舉行。對(duì)繼續(xù)梁而言，其主梁剛度較大，已施工完畢的主梁結(jié)構(gòu)、

5、標(biāo)高無法調(diào)節(jié)，只能在后續(xù)節(jié)段逐步舉行調(diào)控。預(yù)報(bào)法是繼續(xù)梁施工控制的主要方法，也是本文所采用的方法。4 繼續(xù)梁橋施工控制影響因素和誤差調(diào)節(jié)方法4.1 影響因素4.1.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)無論我們所使用哪一種控制方式，結(jié)構(gòu)參數(shù)都是其中十分關(guān)鍵的一項(xiàng)因素，可以說是我們對(duì)施工舉行模擬研究、分析的基礎(chǔ)，其精確性將直接對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生影響。而對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)來說，我們也很難保證明際結(jié)構(gòu)參數(shù)能夠同設(shè)計(jì)參數(shù)徹低符合，兩者之間往往會(huì)存在著一定的誤差。在詳細(xì)施工過程中，如何對(duì)這部分偏差舉行分析與計(jì)算，使其能夠更好地同橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)相吻合，是我們務(wù)必引起重視的一個(gè)問題。詳細(xì)來說，結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸、結(jié)構(gòu)材料彈性模量

6、、材料容量、熱膨脹系數(shù)、施工荷載以及預(yù)加應(yīng)力等。4.1.2 施工工藝施工質(zhì)量同施工控制之間有著十分親密的聯(lián)系，也將直接對(duì)控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生影響。在實(shí)際施工中，我們所抉擇的施工工藝將對(duì)施工效果與質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，抉擇施工工藝時(shí)，需要對(duì)構(gòu)件的平安、制作等方面可產(chǎn)生在的誤差舉行全面的把握與分析，以保證施工的各個(gè)環(huán)節(jié)能得到有效的控制。 4.1.3 施工監(jiān)測施工監(jiān)測也是我們對(duì)橋梁實(shí)現(xiàn)控制的一項(xiàng)重要方式。詳細(xì)監(jiān)測內(nèi)容主要有變形監(jiān)測及應(yīng)力監(jiān)測等。但是，施工監(jiān)測會(huì)隨著數(shù)據(jù)的采集、儀器的安裝以及施工環(huán)境等不同而產(chǎn)生著一定的誤差?？梢哉f，在我們開展結(jié)構(gòu)監(jiān)測的過程中，誤差是一直存在的，而為了能夠使工程具有更高的質(zhì)

7、量以及更好的精確度，就需要我們對(duì)監(jiān)測的牢靠性舉行控制，并從測量設(shè)備、方式及控制分析等方面入手，提高施工監(jiān)測的精確度，最大限度降低誤差。4.2 橋梁施工誤差調(diào)節(jié)方式4.2.1 參數(shù)法參數(shù)法是在實(shí)際施工過程中，按照橋梁撓度以及內(nèi)力等信息，采用最小二乘法對(duì)參數(shù)舉行識(shí)別與修改，如預(yù)加應(yīng)力、徐變系數(shù)及經(jīng)濟(jì)節(jié)段分量等。通過對(duì)結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)分析，確保對(duì)原有設(shè)計(jì)值舉行調(diào)節(jié)與校核的基礎(chǔ)上對(duì)施工控制值及標(biāo)高舉行修正。但是，因?yàn)樵摲绞竭^于依靠對(duì)參數(shù)的分析、調(diào)節(jié)，不能在施工過程中舉行動(dòng)態(tài)控制，該方式在實(shí)際應(yīng)用有一定的限制。4.2.2 最佳成橋狀態(tài)法該方法對(duì)最佳施工階段、最佳成橋狀態(tài)舉行了定義，即通過施工狀態(tài)變量同目標(biāo)約束

8、條件的良好聯(lián)系使約束條件能夠同狀態(tài)變量間形成一種解析的函數(shù)關(guān)系，并能夠通過對(duì)該狀態(tài)變量的適當(dāng)調(diào)節(jié)將每一個(gè)施工環(huán)節(jié)都形成最佳的施工階段，并以此實(shí)現(xiàn)最佳成橋狀態(tài)。但是，因?yàn)樽罴殉蓸驙顟B(tài)法不具備反饋預(yù)報(bào)功能，屬于一種較為被動(dòng)的控制方式。4.2.3 無應(yīng)力法該方法將成橋過程中所具有的無應(yīng)力曲率以及無應(yīng)力長度作為橋梁安裝施工的一種重要控制因素，以獲得較高的成橋質(zhì)量。實(shí)際施工過程中，因?yàn)槭┕ふ`差、制作誤差及參數(shù)誤差等狀況的存在，會(huì)導(dǎo)致參數(shù)還原后的線形及結(jié)構(gòu)內(nèi)容同設(shè)計(jì)方案存在一定的差異，而且這種差異會(huì)隨著誤差的增強(qiáng)而加大，使終于成橋狀態(tài)與設(shè)計(jì)間存在一定的偏離。因?yàn)樵摲椒ú恍枰獙?duì)誤差舉行控制及修正，使其并不能

9、對(duì)實(shí)際施工狀態(tài)舉行預(yù)報(bào)。5 例談大跨徑繼續(xù)梁橋的施工控制系統(tǒng)5.1 工程概況云南省大理州某跨河橋梁，主橋?yàn)?5m+80m+45m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土繼續(xù)梁橋，僑聯(lián)由兩幅徹低分別的平行橋梁組合而成，采用雙向4車道設(shè)計(jì)。主梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，箱梁頂?shù)椎膶挾确蛛x是13.74m、7.74m，頂寬墩中心處平均梁高4.4m，跨中及梁端支座處梁高2.0m。該跨河大橋采用掛籃懸臂現(xiàn)澆工法施作而成，4個(gè)主墩配有4個(gè)T構(gòu)，T構(gòu)左右兩側(cè)各設(shè)9個(gè)懸澆節(jié)段。主墩暫時(shí)固結(jié)采用鋼管混凝土支撐，在懸澆過程中承受箱梁的不平衡彎矩。合攏時(shí)，根據(jù)先邊跨后中跨的挨次依次完成合攏，最后將暫時(shí)支撐拆除完成主橋轉(zhuǎn)體施工。按照施工方案把本工程劃分

10、為幾個(gè)階段，明確每一階段所包含的施工步驟，分階段開展施工活動(dòng)。比如，懸澆施工段可以劃分為掛籃前移、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉三個(gè)步驟，再結(jié)合現(xiàn)場條件，對(duì)比施工圖布置各個(gè)階段模型的單元數(shù)、荷載以及邊界條件。施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注幾個(gè)荷載條件：箱梁結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、混凝土的收縮徐變、掛籃分量及合攏階段的平衡配重、成橋階段結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、體系轉(zhuǎn)換后的預(yù)應(yīng)力及混凝土收縮徐變引起的二次內(nèi)力、二期恒載等。5.2 施工控制流程及施工控制體系5.2.1 施工控制體系實(shí)時(shí)測量。在囫圇施工階段，實(shí)時(shí)測量是采集現(xiàn)場信息、客觀反映橋梁實(shí)際工況的主要途徑。測量所得的數(shù)據(jù)、資料對(duì)于科學(xué)地開展橋梁施工具有至關(guān)重要的作用。實(shí)際測

11、量務(wù)必保證測量數(shù)據(jù)的牢靠性及精度。詳細(xì)內(nèi)容有混凝土應(yīng)變監(jiān)測、箱梁溫度分布以及線形控制測量等。仿真模擬。在橋梁施工過程中，需要按照測試參數(shù)、構(gòu)筑物尺寸、空間位置舉行仿真模擬，并結(jié)合實(shí)際測量所得數(shù)據(jù)舉行擬合分析，以確保計(jì)算結(jié)果與實(shí)際工況保持全都。詳細(xì)來講，需要實(shí)地勘測施工現(xiàn)場，并照實(shí)記錄材料物理力學(xué)性能參數(shù)、施工荷載條件以及施工截面幾何參數(shù)，這樣才干為橋梁施工供應(yīng)參考依據(jù)。計(jì)算分析。大跨徑繼續(xù)箱梁橋的施工控制是一個(gè)預(yù)告、施工、測量、識(shí)別、修正、預(yù)告的循環(huán)過程。在施工控制中，最為關(guān)鍵的是要保證結(jié)構(gòu)的平安性，保證結(jié)構(gòu)的受力及尺寸都處于合理誤差范圍之內(nèi)。在施工現(xiàn)場，結(jié)構(gòu)狀態(tài)同測量誤差、數(shù)據(jù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)分析

12、模型之間也有著親密的聯(lián)系，通過工程控制過程中的計(jì)算分析，將橋梁施工按動(dòng)態(tài)系統(tǒng)舉行分析，能夠協(xié)助我們更好地把握其真切的狀態(tài)。5.2.2 施工控制流程5.3 參數(shù)敏感性分析對(duì)于可能對(duì)橋梁施工產(chǎn)生影響的所有參數(shù)來說，在同一工程的施工中不一定會(huì)同時(shí)消失。而且，不同參數(shù)對(duì)于橋梁狀態(tài)影響程度也不同。在這種狀況下，就需要我們通過對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的分析來決定參數(shù)的實(shí)際值。一般來說，我們可以實(shí)行如下方法：第一，以現(xiàn)場測量的方式?jīng)Q定參數(shù)。這些參數(shù)主要包括材料截面特性參數(shù)、幾何形態(tài)參數(shù)和材料特性參數(shù)，工作人員可以通過試驗(yàn)測量及現(xiàn)場測量方式舉行決定。其次，結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。即通過對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算，對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)舉行決定，并分析參數(shù)

13、對(duì)工程質(zhì)量的影響程度。對(duì)參數(shù)舉行敏感性分析時(shí)，應(yīng)根據(jù)下述步驟舉行：首先，需要將參數(shù)變化幅度控制在10%；第二，對(duì)目標(biāo)舉行選定，并合理調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)參數(shù)值，構(gòu)建敏感性方程。最后，應(yīng)結(jié)合影響程度設(shè)定主要、次要參數(shù)，并在施工控制過程中對(duì)參數(shù)舉行修正。5.4 斷面應(yīng)力測點(diǎn)布置對(duì)截面舉行測試時(shí)，需要對(duì)施工不同階段所具有的受力特點(diǎn)舉行充分的分析。按照本工程特點(diǎn)，我們在懸臂根部、L4/和合攏段等部位分離布置了測點(diǎn)。施工時(shí)，墩頂截面的正壓力過高，在施工中可能消失箱梁懸臂施工墩頂暫時(shí)固結(jié)或應(yīng)力集中的問題，為規(guī)避這個(gè)問題，可以將實(shí)際墩頂監(jiān)測截面移到近墩的0#塊與1#塊交會(huì)的20cm截面處。應(yīng)力控制截面如圖5所示。實(shí)際應(yīng)

14、力需要通過應(yīng)變測試工作的開展來反映。因?yàn)榛炷潦軠囟?、徐變等因素的影響，測量獲得的應(yīng)變是由混凝土收縮、溫度漲縮及應(yīng)力作用共同引起的。應(yīng)變測量時(shí)機(jī)的抉擇，應(yīng)盡可能抉擇日照溫差較小的時(shí)光完成，以最大程度降低來自溫度的干擾。而對(duì)混凝土所存在的徐變及收縮效應(yīng)，則可以按照實(shí)際測量獲得的數(shù)據(jù)及理論計(jì)算對(duì)其舉行適當(dāng)修正。5.5 施工控制效果預(yù)應(yīng)力管道定位網(wǎng)鋼筋間距嚴(yán)格控制在60m以內(nèi)，曲線也未超過30cm的允許范圍。澆筑時(shí)，混凝土下落的自由傾落高度未超出2m的控制范圍。嚴(yán)格執(zhí)行了先澆底板、再澆中間腹板、最后澆筑頂板的施工控制要求，養(yǎng)護(hù)期10天，符合混凝土成型要求。預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，嚴(yán)格按施工控制要求，使用具有1.5倍張拉力的