橋梁施工控制復(fù)習(xí)資料

橋梁施工控制復(fù)習(xí)資料第一講緒論----要點(diǎn)與作業(yè)一、 四種大跨度橋梁主要施工方法與施工控制技術(shù)關(guān)鍵答：1、 混凝土梁橋的主要施工方法：（1）懸臂現(xiàn)澆施工方法：此方法是在橋墩兩側(cè)對(duì)稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后張拉預(yù)應(yīng)力束，移動(dòng)機(jī)具模板（掛籃）繼續(xù)懸臂施工。（2）懸臂拼裝施工方法：此方法是用吊機(jī)將預(yù)制塊件在橋墩兩側(cè)對(duì)稱起吊、安裝就位后，張拉預(yù)應(yīng)力束，使懸臂不斷接長(zhǎng)，直至合攏。懸臂施工方法的施工控制技術(shù)關(guān)鍵：控制主梁線性，控制合龍的精度，控制主梁的正應(yīng)力、腹板主拉應(yīng)力、剛構(gòu)墩彎曲受力（偏位）。2、 拱式橋的主要施工方法：（1）支架法（2）纜索吊裝法（3）懸臂法（4）轉(zhuǎn)體法拱式橋的施工控制技術(shù)關(guān)鍵：控制主拱圈線性（應(yīng)力），控制合龍精度，控制主梁線性、吊桿力（中、下承式拱橋）、系桿力（系桿拱橋）。3、 斜拉橋的主要施工方法：（1）頂推法（2）平轉(zhuǎn)法（3）支架法（4）懸臂法（分為懸臂澆筑法、懸臂拼裝法）斜拉橋的施工控制技術(shù)關(guān)鍵：控制主梁線性（應(yīng)力），控制斜拉索索力，控制合龍精度、主塔偏位（應(yīng)力）。4、 懸索橋的主要施工方法：（1）跨纜吊機(jī)法（大江大河）（2）纜索吊機(jī)法（山區(qū)，江河）（3）橋面吊機(jī)法（山區(qū)，江河）（4）軌索運(yùn)梁法（山區(qū)）（5）頂推法（自錨式）懸索橋的施工控制技術(shù)關(guān)鍵：控制主纜線性、吊索索力，注意加勁梁的安裝，控制鋼桁梁內(nèi)力、主索鞍偏位。二、 橋梁施工控制概念三、 橋梁施工控制的任務(wù)與工作內(nèi)容答：（1）施工狀態(tài)的計(jì)算即計(jì)算各施工狀態(tài)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應(yīng)力、變位等理論值。（2） 狀態(tài)變量的量測(cè)即量測(cè)各施工狀態(tài)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應(yīng)力、變位等實(shí)際值。（3） 控制分析與調(diào)整對(duì)結(jié)構(gòu)剛度、自重、混凝土收縮與徐變等設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別和預(yù)測(cè)，以理想成橋狀態(tài)作為控制目標(biāo)，通過(guò)對(duì)安裝索力和立模標(biāo)高等參數(shù)的調(diào)整，使最終實(shí)際成橋受力和線形狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求，并且確保施工過(guò)程中受力安全。第二講要點(diǎn)與作業(yè)一、試述橋梁施工過(guò)程模擬計(jì)算的基本方法答：絕大多數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)均可以看作是桿件系統(tǒng)，如連續(xù)梁橋、斜拉橋、拱橋、桁架橋等。并且一般可按平面桿系進(jìn)行計(jì)算。有時(shí)需考慮空間作用，則可按空間桿系進(jìn)行計(jì)算，或者用板殼元、實(shí)體元等模擬。二、試述橋梁施工過(guò)程模擬計(jì)算中混凝土收縮和徐變的計(jì)算方法答：徐變影響計(jì)算方法包括初應(yīng)變法、等效彈性模量法等。分段施工的徐變影響問(wèn)題包括加載歷程、反復(fù)加卸載的影響等。三、 試述橋梁施工過(guò)程模擬計(jì)算中的幾何非線性因素答：非線性問(wèn)題包括材料非線性、幾何非線性。其中幾何非線性問(wèn)題的影響因素有：（1）索的垂度影響（斜拉索）：斜索在自重的作用下會(huì)產(chǎn)生一定的垂度，這一垂度的大小與索力有關(guān)，垂度與索力呈非線性關(guān)系。（2） 壓柱效應(yīng)：軸向力不僅產(chǎn)生桿的軸向變形，而且引起桿的彎曲，造成了桿件剛度的改變，這就是軸向力第二效應(yīng)或稱壓柱效應(yīng)。（3） 大位移影響：大位移對(duì)結(jié)構(gòu)平衡方程的影響有T.L和U.L列式法等各種不同的處理方法。四、 試述溫度對(duì)結(jié)構(gòu)變形影響的計(jì)算方法答：溫度場(chǎng)包括了均勻溫度場(chǎng)和非均勻溫度場(chǎng)。溫度影響計(jì)算方法為初應(yīng)變法。第三講要點(diǎn)與作業(yè)一、 斜拉橋的合理成橋狀態(tài)的特點(diǎn)，確定的主要方法（熟悉2-3種）。答：斜拉橋的合理成橋狀態(tài)的受力特點(diǎn)：a.組合體系b.索力可調(diào)c.梁塔內(nèi)力、應(yīng)力受索力影響很大；斜拉橋的合理成橋狀態(tài)的施工特點(diǎn)：逐個(gè)梁段施工，向前推進(jìn)，體系不斷變化。斜拉橋的合理成橋狀態(tài)的確定方法：（1）剛性支承連續(xù)梁法；（2）零位移法（3）內(nèi)力平衡法；（4）指定應(yīng)力法（5）最小彎曲能量法；（6）最小彎矩法（7）用索量最小法；（8）影響矩陣法等（其中確定方法的介紹參考課件內(nèi)容）二、 合理施工狀態(tài)的要求，確定的主要方法（熟悉2-3種）。答：合理施工狀態(tài)確定的主要方法：倒拆法正裝、倒拆迭代法無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法（其中確定方法的介紹參考課件內(nèi)容）三、 對(duì)于懸臂現(xiàn)澆施工的橋梁，主梁或主拱立模標(biāo)高的確定方法。答：立模標(biāo)高并不等于設(shè)計(jì)中橋梁建設(shè)后的標(biāo)高，為了使橋梁建成后的標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高相符合，實(shí)際的施工標(biāo)高在施工過(guò)程中必須設(shè)置預(yù)拱度，以抵消施工過(guò)程中由梁段混凝土自重，張拉預(yù)應(yīng)力，掛籃重量及混凝土的收縮、徐變等因素產(chǎn)生的撓度。在懸臂現(xiàn)澆的實(shí)際施工中按如下步驟和方法對(duì)立模標(biāo)高進(jìn)行確定：根據(jù)施工方案，提前進(jìn)行全橋模擬控制計(jì)算。對(duì)已澆塊段的實(shí)際標(biāo)高進(jìn)行認(rèn)真測(cè)量，并根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖計(jì)算待澆梁段的設(shè)計(jì)標(biāo)高。根據(jù)掛籃試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算在待澆梁段混凝土自重的作用下掛籃前端的豎向變形。分別計(jì)算臺(tái)側(cè)和跨中側(cè)待澆梁段的預(yù)拋高（包括由在施工段以后各施工段產(chǎn)生的變形、橋梁在運(yùn)營(yíng)階段產(chǎn)生的變形、由于混凝土收縮徐變產(chǎn)生的變形）。根據(jù)已澆梁段的實(shí)測(cè)標(biāo)高進(jìn)行綜合分析，確定邊跨、中跨的調(diào)整值。計(jì)算立模標(biāo)高：立模標(biāo)高二設(shè)計(jì)標(biāo)高+計(jì)算預(yù)拋高+掛籃變形+根據(jù)實(shí)測(cè)的調(diào)整值四、前支點(diǎn)掛籃（與后支點(diǎn)掛籃相比）的受力特點(diǎn)和在斜拉橋施工中的作用。答：前支點(diǎn)掛籃的受力原理:將后支點(diǎn)掛籃的懸臂狀態(tài)轉(zhuǎn)為前支點(diǎn)掛籃的簡(jiǎn)支狀態(tài)，從而減少掛籃的撓度和彎矩，提高掛籃的承載能力，更適應(yīng)較長(zhǎng)節(jié)段混凝土梁段懸臂施工，多用于鋼筋混凝土斜拉橋施工中。力學(xué)特點(diǎn):靠牽索拉力的豎向分力來(lái)平衡主桁豎向荷載，牽索拉力產(chǎn)生的水平分量由錨固系統(tǒng)的斜拉桿來(lái)平衡。后端荷載主要靠錨固系統(tǒng)的豎吊桿承受。后支點(diǎn)掛籃的受力原理:是懸臂結(jié)構(gòu)狀態(tài)，掛籃尾部采用預(yù)應(yīng)力筋或精軋螺紋鋼錨固在已澆筑的梁段頂板，端部懸挑，其長(zhǎng)度長(zhǎng)于待澆筑梁段，通過(guò)錨固裝置及支點(diǎn)將掛籃所承受的重量傳遞到已澆梁段，多用于連續(xù)梁橋和連續(xù)鋼構(gòu)橋中。第四講控制方法----要點(diǎn)與作業(yè)一、試述橋梁施工控制的主要方法（三種以上常用的）；答：從控制思路上分：開(kāi)環(huán)控制（確定性控制）；閉環(huán)控制（反饋控制，隨機(jī)性控制）；仁自適應(yīng)控制。國(guó)內(nèi)常用施工控制方法：卡爾曼濾波法、最小二乘法、灰色預(yù)測(cè)控制法、無(wú)應(yīng)力控制法，幾何控制法、自適應(yīng)控制法、最優(yōu)控制法。二試述影響橋梁施工過(guò)程變形和內(nèi)力的主要因素；答：施工過(guò)程中參數(shù)有誤差，如：梁段自重施工臨時(shí)荷載結(jié)構(gòu)剛度張拉索力混凝土收縮、徐變溫度等導(dǎo)致實(shí)際的施工過(guò)程內(nèi)力和主梁標(biāo)高偏離理論軌跡，達(dá)不到成橋目標(biāo)嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致施工不安全因素。三、 試述用最小二乘法作參數(shù)誤差識(shí)別的原理與算法；答：四、 試述斜拉橋張拉索力的常用測(cè)試方法；答：迄今為止，可供現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定索力的方法主要有4種：（1）壓力測(cè)定法（2）壓力傳感器測(cè)定法（3）磁通法（4）頻率法其中壓力表測(cè)定法和壓力傳感器測(cè)定法一般僅適用于正在張拉的斜拉索的索力測(cè)定，很難用于對(duì)已張拉斜拉索的索力進(jìn)行測(cè)試。磁通量法是測(cè)定斜拉橋索力的非破壞性方法，可以用于已張拉斜拉索的索力測(cè)試，但我國(guó)目前無(wú)論在技術(shù)上，還是經(jīng)驗(yàn)上都很不完善。因此，當(dāng)需要對(duì)已施工完畢的斜拉索進(jìn)行索力復(fù)測(cè)時(shí)，頻率法幾乎是唯一的選擇。五、 試述橋梁施工過(guò)程中應(yīng)變和位移的常用測(cè)試方法。答：目前應(yīng)變測(cè)量普遍采用的方法是貼應(yīng)變。使用應(yīng)變片時(shí)，貼片、焊線、封片等工作常常在幾米乃至幾十米的高空進(jìn)行，工作難度大，質(zhì)量難保證，效率比較彳氐，而且測(cè)量值受環(huán)境溫度和環(huán)境濕度影響大，時(shí)常有些測(cè)點(diǎn)的測(cè)值飄移，測(cè)量數(shù)據(jù)可信度低：另外還有光纖應(yīng)變測(cè)量方法，但儀器價(jià)格昂貴，測(cè)試成本很高；鋼弦式應(yīng)變測(cè)量方法，反復(fù)使用時(shí)傳感器易損，僅廣泛用于長(zhǎng)期檢測(cè)中。目前位移（撓度）測(cè)量主要采用的方法有百分表測(cè)量法、懸錘法、水準(zhǔn)儀直接測(cè)量法、和光電法等。百分表測(cè)量法和懸錘法要求在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)有靜止的基準(zhǔn)點(diǎn)，所以一般只適用于干河床情形；精密水準(zhǔn)法、全站儀觀測(cè)法、GPS觀測(cè)法、專用撓度儀觀測(cè)法等的最大缺點(diǎn)是受天氣影響大，測(cè)量分辨率毫米級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)效率低，一般僅使用于特大橋（如吊橋和斜拉橋等），而對(duì)于中小橋梁的撓度觀測(cè)誤差相對(duì)比較大。第五講梁橋控制----要點(diǎn)與作業(yè)一、 試述大跨度PC梁橋懸臂施工的施工控制特點(diǎn)答：（1）截面的剛度大，主梁線形可調(diào)性差，必須事先計(jì)算準(zhǔn)確，計(jì)算參數(shù)選取重要；（2）常用懸臂現(xiàn)澆施工法，掛籃變形誤差影響梁段相對(duì)標(biāo)高；（3）預(yù)應(yīng)力平衡自重，梁段自重和預(yù)應(yīng)力損失誤差影響大；（4）合龍很關(guān)鍵，壓重、鎖定、合龍束張拉等工序嚴(yán)格控制；（5）開(kāi)裂是混凝土箱梁的通病，預(yù)防開(kāi)裂難度大；（6）主梁后期易出現(xiàn)較大下?lián)希A(yù)拱度設(shè)置有必要。二、 試述懸臂現(xiàn)澆施工PC梁橋掛籃立模標(biāo)高的確定答：H立模二H成橋-f+△H成橋一括成橋預(yù)拱度f(wàn)一累計(jì)撓度（從立模工況后開(kāi)始累積）△一掛籃局部變形成橋預(yù)拱度一指活載撓度+不可預(yù)見(jiàn)下?lián)匣钶d撓度一建議總的設(shè)計(jì)活載全橋均布不可預(yù)見(jiàn)下?lián)弦贿m當(dāng)加大后期徐變?yōu)橐巳?試述懸臂拼裝施工梁橋的節(jié)段定位標(biāo)高的確定答：懸臂拼裝，定位標(biāo)高H1確定主梁無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下的制作成形H2H2=H成橋-fH1=H成橋-f+fif一一次形成無(wú)重懸臂結(jié)構(gòu)累計(jì)位移fi一當(dāng)前結(jié)構(gòu)（吊裝工況）累計(jì)位移四、 在梁橋施工中，溫度對(duì)結(jié)構(gòu)變形有何影響，我們?cè)谑┕た刂浦腥绾翁幚?。答：溫度?duì)結(jié)構(gòu)變形的影響：溫度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)影響明顯可分為兩個(gè)方面，一是結(jié)構(gòu)隨溫度變化發(fā)生變形，即熱脹冷縮；在不同的環(huán)境溫度下施工，對(duì)混凝土梁體產(chǎn)生的受熱膨脹和受冷收縮時(shí)是不相同的，隨著溫度的變化且不斷變化。由日照等原因引起結(jié)構(gòu)溫差溫差對(duì)結(jié)構(gòu)影響大，也很復(fù)雜。在懸臂施工到一定階段時(shí)，橋梁跨徑越大、懸臂越長(zhǎng)，受溫度的影響梁體的變形也就越大，白天在日照溫度的影響下使箱梁頂?shù)酌姘l(fā)生溫度差，頂面直接受日光照射升溫較快溫度高，混凝土產(chǎn)生膨脹，相對(duì)而言底面溫度低，混凝土發(fā)生膨脹較頂面小且速度變化慢，夜間外界溫度降低，箱梁表面的溫度受外界溫度影響散熱快，溫度下降迅速，而梁體內(nèi)部箱室內(nèi)空氣流通慢散熱慢，溫度較梁體表面高，從而產(chǎn)生箱梁內(nèi)外的溫度差，外部收縮快而內(nèi)部相對(duì)較慢，受溫度影響混凝土梁體產(chǎn)生較大的變形，且梁段隨溫度的變化不同變形也不同，梁體處于不斷變形之中，致使在施工修建工程中成橋狀態(tài)往往偏離設(shè)計(jì)值。溫度效應(yīng)的處理方法：固定時(shí)間立模法如果是在同一時(shí)間段下立模，即使溫度產(chǎn)生變形對(duì)施工階段的影響也微乎其微。相對(duì)標(biāo)高立模法第六講拱橋控制----要點(diǎn)與作業(yè)一、 試述拱橋的施工控制特點(diǎn)答：（1）結(jié)構(gòu)形式與施工方法多，施工控制各具特點(diǎn)。（2）通常分兩個(gè)階段：主拱圈形成；拱上結(jié)構(gòu)形成。（3）主拱圈形成階段，拱軸線控制和穩(wěn)定安全是關(guān)鍵。（4）拱上結(jié)構(gòu)形成階段，施工順序重要，被動(dòng)控制。二、 試述各種施工方法（外置式拱架、內(nèi)置式拱架、預(yù)制吊裝法、斜拉扣掛法、轉(zhuǎn)體法）施工拱橋的施工控制要點(diǎn)；答：（1）外置式拱架施工拱橋的施工控制目標(biāo)、內(nèi)容與關(guān)鍵：1、 拱架受力安全2、 拱架剛度滿足拱圈形成質(zhì)量3、 拱架預(yù)拱度設(shè)置滿足拱圈成拱線形4、均勻落架，安全控制5、拱圈在拱上結(jié)構(gòu)施工期受力安全控制夕卜置式拱架施工拱橋的施工控制方法與關(guān)鍵：開(kāi)環(huán)控制，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)拱架變形以及主拱變形。（2） 內(nèi)置式拱架施工拱橋的施工控制目標(biāo)、內(nèi)容與關(guān)鍵：1、 骨架無(wú)應(yīng)力構(gòu)型控制2、 自架設(shè)過(guò)程中骨架變形控制3、 骨架預(yù)拱度設(shè)置滿足拱圈成拱線形4、拱圈在拱上結(jié)構(gòu)施工期受力安全控制內(nèi)置式拱架施工拱橋的施工控制方法與關(guān)鍵：開(kāi)環(huán)控制，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)骨架變形以及主拱變形。（3） 預(yù)制吊裝施工拱橋的施工控制目標(biāo)、內(nèi)容與關(guān)鍵：1、 拱段無(wú)應(yīng)力構(gòu)型控制2、 吊裝過(guò)程中的穩(wěn)定性控制3、 接頭連接時(shí)機(jī)與結(jié)構(gòu)狀態(tài)控制是關(guān)鍵4、預(yù)拱度設(shè)置滿足拱圈成拱線形（4） 斜拉扣掛法施工拱橋的施工控制目標(biāo)、內(nèi)容與關(guān)鍵：1、 拱段無(wú)應(yīng)力構(gòu)型（拼裝）控制2、 拱段拼裝定位或掛籃立模標(biāo)高控制是關(guān)鍵3、 斜拉扣索力的控制與松扣時(shí)機(jī)4、 預(yù)拱度設(shè)置滿足拱圈成拱線形（5） 轉(zhuǎn)體法施工拱橋的施工控制目標(biāo)、內(nèi)容與關(guān)鍵：1、 拱段分兩半成型，無(wú)應(yīng)力構(gòu)型控制很重要2、 離架和轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程的安全控制是關(guān)鍵3、 合龍時(shí)機(jī)以及是否調(diào)整（線形與內(nèi)力）4、 預(yù)拱度設(shè)置滿足拱圈成拱線形第七、八講斜拉橋和懸索橋控制要點(diǎn)與作業(yè)一、試述前支點(diǎn)掛籃（與后支點(diǎn)掛籃相比）的受力特點(diǎn)和在斜拉橋施工中的作用。答：前支點(diǎn)掛籃的受力原理:將后支點(diǎn)掛籃的懸臂狀態(tài)轉(zhuǎn)為前支點(diǎn)掛籃的簡(jiǎn)支狀態(tài)，從而減少掛籃的撓度和彎矩，提高掛籃的承載能力，更適應(yīng)較長(zhǎng)節(jié)段混凝土梁段懸臂施工，多用于鋼筋混凝土斜拉橋施工中。力學(xué)特點(diǎn):靠牽索拉力的豎向分力來(lái)平衡主桁豎向荷載，牽索拉力產(chǎn)生的水平分量由錨固系統(tǒng)的斜拉桿來(lái)平衡。后端荷載主要靠錨固系統(tǒng)的豎吊桿承受。后支點(diǎn)掛籃的受力原理:是懸臂結(jié)構(gòu)狀態(tài)，掛籃尾部采用預(yù)應(yīng)力筋或精軋螺紋鋼錨固在已澆筑的梁段頂板，端部懸挑，其長(zhǎng)度長(zhǎng)于待澆筑梁段，通過(guò)錨固裝置及支點(diǎn)將掛籃所承受的重量傳遞到已澆梁段，多用于連續(xù)梁橋和連續(xù)鋼構(gòu)橋中。二、 試述在斜拉橋和懸索橋的施工中，溫度對(duì)結(jié)構(gòu)變形控制的影響特點(diǎn)。答:斜拉橋的施工中，溫度對(duì)結(jié)構(gòu)變形控制的影響特點(diǎn)：在橋梁施工控制中，溫度的影響是不可忽視的。尤其是對(duì)大跨度橋梁，溫度變化直接影響到結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力。對(duì)于斜拉橋，溫度變化將導(dǎo)致斜拉索相應(yīng)伸長(zhǎng)或縮短，從而影響主梁標(biāo)高和結(jié)構(gòu)內(nèi)力。一般而言，溫度影響分為兩類，一類是季節(jié)溫差，一類是晝夜溫差。季節(jié)溫差將是整個(gè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生均勻的伸長(zhǎng)或縮短，對(duì)主梁的標(biāo)高影響不大，故在施工控制中不考慮季節(jié)溫差對(duì)主梁線形的影響。晝夜溫差對(duì)主梁標(biāo)高的影響較大，而且結(jié)構(gòu)跨度越大，影響越明顯。為了減小晝夜溫差對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，施工控制中一般是采用選擇合適的溫度測(cè)量和最終調(diào)整立模標(biāo)高，并避免在高溫下澆筑混凝土。三、 試述懸臂法施工的斜拉橋和連續(xù)梁橋在施工控制上的主要區(qū)別。答：四、 試述大跨度懸索橋施工的施工控制特點(diǎn)。答：（1）體系剛度小，主纜線形是控制主體，基準(zhǔn)索定位是關(guān)鍵;（2）幾何非線性特別突出，加勁梁參與受力后的計(jì)算模擬難度