下承式鋼桁架橋施工監(jiān)控要點

下承式鋼桁架橋施工監(jiān)控要點研究摘要：：為了確保鋼鋼桁架梁橋在在施工過程中中結(jié)構(gòu)受力和和變形始終處處于安全的范范圍內(nèi)，且成成橋后的主梁梁線形符合設(shè)設(shè)計要求，結(jié)結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力力狀態(tài)接近設(shè)設(shè)計期望，在在主橋施工過過程中必須進(jìn)進(jìn)行嚴(yán)格的施施工控制。關(guān)鍵詞：鋼鋼桁架橋；施施工監(jiān)控；應(yīng)應(yīng)力；線形引言為了確保鋼鋼桁架梁橋在在施工過程中中結(jié)構(gòu)受力和和變形始終處處于安全的范范圍內(nèi)，且成成橋后的主梁梁線形符合設(shè)設(shè)計要求，結(jié)結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力力狀態(tài)接近設(shè)設(shè)計期望，在在主橋施工過過程中必須進(jìn)進(jìn)行嚴(yán)格的施施工控制。對于支架拼拼裝施工的鋼鋼桁架橋來說說，通過監(jiān)控控施工時臨時時墩的應(yīng)力和和標(biāo)高、貝雷雷架的應(yīng)力和和標(biāo)高、桁架架桿件標(biāo)高、應(yīng)應(yīng)力及施工完完成后幾何狀狀態(tài)，來保證證成橋后橋面面線形以及結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)態(tài)符合設(shè)計要要求。通過施施工過程的數(shù)數(shù)據(jù)采集和嚴(yán)嚴(yán)格控制，確確保結(jié)構(gòu)的安安全和穩(wěn)定，保保證結(jié)構(gòu)的受受力合理和線線形平順，避避免施工差錯錯，盡可能減減少調(diào)整工作作量，為大橋橋安全順利建建成提供技術(shù)術(shù)保障。本文以某775m下承式鋼桁桁架橋為依托托，研究下承承式鋼桁架橋橋施工監(jiān)控的的控制要點。1施工監(jiān)監(jiān)控方法及原原則1.1施施工監(jiān)控方法法鋼桁架橋施施工過程的影影響參數(shù)較多多。如：結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度、組成成桁架的桿件件及橋面系的的重量、施工工荷載、砼的的收縮徐變和和溫度等。求求施工控制參參數(shù)的理論設(shè)設(shè)計值時，都都假定這些參參數(shù)值為理想想值。為了消消除因設(shè)計參參數(shù)取值的不不確切所引起起的施工中設(shè)設(shè)計與實際的的不一致性，在在施工過程中中對這些參數(shù)數(shù)進(jìn)行識別和和預(yù)測。對于于重大的設(shè)計計參數(shù)誤差，提提請設(shè)計方進(jìn)進(jìn)行理論設(shè)計計值的修改，對對于常規(guī)的參參數(shù)誤差，通通過優(yōu)化進(jìn)行行調(diào)整。1、設(shè)計參參數(shù)識別通過在典型型施工狀態(tài)下下對狀態(tài)變量量（位移和應(yīng)應(yīng)力應(yīng)變）實實測值與理論論值的比較，以以及設(shè)計參數(shù)數(shù)影響分析，識識別出設(shè)計參參數(shù)誤差量。2、設(shè)計參參數(shù)預(yù)測根據(jù)已施工工梁段設(shè)計參參數(shù)誤差量，采采用合適的預(yù)預(yù)測方法（如如灰色模型等等）預(yù)測未來來梁段的設(shè)計計參數(shù)可能誤誤差量。3、優(yōu)化調(diào)調(diào)整施工控制主主要以控制桁桁架桿件標(biāo)高高、控制截面面彎矩為主，優(yōu)優(yōu)化調(diào)整也就就以這些因素素建立控制目目標(biāo)函數(shù)（和和約束條件）。通通過設(shè)計參數(shù)數(shù)誤差對橋梁梁變形和受力力的影響分析析。應(yīng)用優(yōu)化化方法（如采采用加權(quán)最小小二乘法、線線性規(guī)劃法等等），調(diào)整本本梁段與未來來梁段的立模模標(biāo)高，使成成橋狀態(tài)最大大限度地接近近理想設(shè)計成成橋狀態(tài)，并并且保證施工工過程中受力力安全。1.2施施工監(jiān)控原則則施工控制是是要對成橋目目標(biāo)進(jìn)行有效效控制，修正正在施工過程程中各種影響響成橋目標(biāo)的的參數(shù)誤差，確確保成橋后結(jié)結(jié)構(gòu)受力和線線形滿足設(shè)計計要求。1、受力要要求。應(yīng)力控控制要求施工工過程結(jié)構(gòu)安安全、成橋后后應(yīng)力達(dá)到設(shè)設(shè)計要求。反反映鋼桁架橋橋受力的因素素主要是桁架架桿件的截面面內(nèi)力（或應(yīng)應(yīng)力）狀況。通通常起控制作作用的是桁架架桿件的正應(yīng)應(yīng)力及臨時墩墩所受內(nèi)力。不不論是在成橋橋狀態(tài)還是施施工狀態(tài)，要要確保各截面面應(yīng)力的最大大值在允許范范圍之內(nèi)。主主桁落架前，全全橋鋼桁架桿桿件都置于臨臨時支墩上，未未承受較大的的自重荷載，主主桁架桿件的的應(yīng)力均能控控制在容許應(yīng)應(yīng)力范圍之內(nèi)內(nèi)。落架時應(yīng)應(yīng)力發(fā)生劇烈烈變化，此階階段是應(yīng)力監(jiān)監(jiān)測的重點。2、線形要要求。線形主主要是指鋼桁桁架線形和橋橋面線形。成成橋后（通常常是長期變形形穩(wěn)定后）桁桁架和橋面的的標(biāo)高要滿足足設(shè)計標(biāo)高的的要求。3、調(diào)控手手段。對于主主桁線形的調(diào)調(diào)整，調(diào)整預(yù)預(yù)拱度是最直直接的手段。將將參數(shù)誤差以以及其他因素素引起的橋面面板標(biāo)高的變變化通過預(yù)壓壓標(biāo)高的調(diào)整整予以修正。2施工監(jiān)監(jiān)控內(nèi)容2.1工工程概況本文針對一一75m的鋼桁架簡簡支梁橋，主主桁采用上弦弦折線形的普普拉特桁架，計計算跨徑為73.8m，節(jié)件長度6.9m和10m，跨中桁高16m，橋梁全寬15.5m，兩片桁中中心距12m。主桁、下下平縱梁、橫橫撐和橋門架架為桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)，主桁架結(jié)結(jié)構(gòu)各構(gòu)件除除端斜桿采用用矩形斷面外外，其余均采采用工字型斷斷面，主桁下下弦各節(jié)點采采用二次拋物物線過渡。橋橋面系為聯(lián)合合梁，由下部部的鋼梁和上上面的橋面板板結(jié)合而成，其其鋼梁部分仍仍采用縱橫梁梁體系，主橫橫梁高900～1013mmm，為工字型型截面，縱橫橫梁高600mm，也采用工工字型截面，在在縱梁腹板上上設(shè)置一對角角鋼與橫梁腹腹板相連，橫橫向每2m設(shè)置一道。2.2施工工步驟主橋的下部部結(jié)構(gòu)施工完完成后，進(jìn)行行臨時支墩及及貝雷梁的施施工及預(yù)壓；；再安裝支座座。然后進(jìn)行行鋼桁架的拼拼裝，安裝順順序為先裝下下弦桿及主橫橫梁、下平連連、縱梁、次次橫梁挑臂、次次縱梁等橋道道系桿件；再再安裝腹桿、上上弦桿等主桁桁桿件；待全全橋主桁、橋橋道系貫通后后，最后安裝裝橋門架、上上平聯(lián)。主桁桁架拼裝完成成后后，再完完成高強螺栓栓的初擰、終終擰。全橋高高強螺栓終擰擰完成后，再再將下弦桿各各節(jié)點下的支支撐鋼管拆除除，完成落梁梁。最后在進(jìn)進(jìn)行橋面板、橋橋面鋪裝及人人行道等附屬屬設(shè)施的施工工。第一步：主主橋下部結(jié)構(gòu)構(gòu)施工。第二步：臨臨時支墩及貝貝雷梁的施工工。第三步：主主橋鋼桁架的的拼裝。安裝的基本本順序為：（1）安裝裝下弦桿及主主橫梁。（2）安裝裝系桿下平聯(lián)聯(lián)、縱梁等橋橋道系桿件。（3）安裝裝直腹桿、斜斜腹桿。（4）安裝裝上弦桿。（5）安裝裝橋門架、上上平聯(lián)。安裝的基本本原則為：從從下至上，從從外至內(nèi)。第四步：落落梁。第五步：進(jìn)進(jìn)行鋼桁橋附附屬結(jié)構(gòu)的施施工。2.3仿真真模擬（1）計計算假定①采用Midaascivvil軟件進(jìn)行計計算，計算模模型中鋼桁桿桿件、縱橫梁梁、上下平聯(lián)聯(lián)及橋門架均均采用梁單元元進(jìn)行模擬。②計算中支座及及臨時墩均未未考慮各支點點由于地質(zhì)情情況引起的支支點沉降；③計算中新安裝裝的單元考慮慮其由于已安安裝單元轉(zhuǎn)角角引起的初始始位移；④計算未反映預(yù)預(yù)拱度的影響響；（2）計計算參數(shù)①幾何參數(shù)：主主體結(jié)構(gòu)及施施工臨時結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的幾何何參數(shù)按設(shè)計計圖紙取值。②荷載參數(shù)由于一些板板件，如節(jié)點點板其重量在在桿系計算模模型中不易模模擬，本工程程通過對結(jié)構(gòu)構(gòu)桿系模型自自重乘上自重重系數(shù)來反映映，取鋼桁橋橋自重1.3倍安全系數(shù)數(shù)。由仿真計算算得知，在施施工過程及成成橋后各構(gòu)件件應(yīng)力均小于于其承載力，施施工過程中豎豎向位移較小小，滿足受力力及線形要求求。3施工監(jiān)監(jiān)控結(jié)果及分分析施工監(jiān)控組組根據(jù)相關(guān)規(guī)規(guī)范、資料及及現(xiàn)場情況，在在整個施工過過程中對全橋橋應(yīng)力及標(biāo)高高進(jìn)行嚴(yán)格的的監(jiān)測。根據(jù)據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)及及情況，得到到以下結(jié)論：：1、落梁前前，臨時墩及及貝雷架應(yīng)力力隨著主桁架架的拼裝而變變大，但遠(yuǎn)小小于鋼材的容容許應(yīng)力值，即即處于安全狀狀態(tài)，且安全全儲備比較大大。2、由于落落梁階段結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)生體系轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，主桁架架測點應(yīng)力在在落梁前后發(fā)發(fā)生很大變化化，斜腹桿測測點應(yīng)力甚至至改變了方向向；主桁架在在各個施工階階段的測點應(yīng)應(yīng)力均小于鋼鋼材的容許應(yīng)應(yīng)力值，即處處于安全狀態(tài)態(tài)，且安全儲儲備比較大。3、測點應(yīng)應(yīng)力在各個施施工階段的實實測值與計算算軟件MIDASS2012理論計算出出來的施工階階段應(yīng)力很接接近，即橋梁梁狀況處在安安全可控的范范圍內(nèi)。4、成橋狀狀態(tài)下主桁架架各節(jié)點標(biāo)高高及橋面標(biāo)高高于設(shè)計值相相比處在誤差差范圍內(nèi)，線線形平順、滿滿足設(shè)計要求求及規(guī)范要求求。4結(jié)論主橋支架施施工過程中主主要是對臨時時墩的變形和和應(yīng)力、桁架架梁的結(jié)構(gòu)變變形（主要由由于貝雷架變變形）和控制制截面的應(yīng)力力（應(yīng)變）進(jìn)進(jìn)行監(jiān)控。其其中臨時墩的的變形和應(yīng)力力測試內(nèi)容包包括：臨時墩墩在支架架設(shè)設(shè)和預(yù)壓時的的標(biāo)高及應(yīng)力力觀測；臨時時墩在主桁架架拼裝時的標(biāo)標(biāo)高及應(yīng)力觀觀測。桁架梁梁的結(jié)構(gòu)變形形主要測試內(nèi)內(nèi)容包括：鋼鋼桁架拼裝時時的變形及變變形回復(fù)情況況、臨時墩拆拆除時鋼桁架架的變形、橋橋面板砼澆筑筑和橋面系施施工過程中桁桁架桿件位移移測量、施工工完成后幾何何狀態(tài)測量。桁桁架桿件應(yīng)力力（應(yīng)變）主主要測試內(nèi)容容包括控制截截面的應(yīng)力（應(yīng)應(yīng)變）觀測全橋的落架架過程是一個個體系轉(zhuǎn)換的的過程，由多多支點的連續(xù)續(xù)梁體系轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到簡支梁梁體系，使全全橋的重量全全部落在支座座上，落架過過程中