袁进学中国水利水电第八工程局有限公司;
摘要:在大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工中,控制的核心就是尽量使得桥的线形和内力在最大限度上达到设计的标准和要求。然而,对大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工控制造成影响的因素有很多,其中温度环境是影响控制精度最主要的因素。本文主要分析了大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工控制的方法,同时观测了箱型截面的温度环境,同时通过观测的结果排除了温度对施工控制产生的影响,此外还提出了大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工应力监测的措施,并分析了在监测中需要注意的事项。
关键词:大跨度;钢构桥梁;预应力混凝土施工控制
Largespanprestressedconcretecontinuousrigidframebridgeconstructioncontrolanalysis
YuanJinxueChinaWaterConservancyandHydropowerEngineeringBureaueighthcompanylimited;
Abstract:inthelongspanprestressedconcretecontinuousrigidframebridgeinconstructioncontrolisthecore,tomakethebridgeshapeandinternalforcesinthemaximumtomeetthedesignstandardsandrequirements.However,forlargespanprestressedconcretecontinuousrigidframebridgeconstructioncontrolcausedbymanyfactors,inwhichthetemperatureoftheenvironmentisthemainfactorinfluencingcontrolprecision.Thispapermainlyanalysisthelargespanprestressedconcretecontinuousrigidframebridgeconstructioncontrolmethod,whileobservingtheboxsectiontemperatureenvironment,atthesametime,throughtheobservationresultsruleoutthetemperatureontheimpactofconstructioncontrol,isalsopresentedinlargespanprestressedconcretecontinuousrigidframebridgeconstructionstressmonitoringmeasures,andanalyzedthemonitoringmattersneedattention.
Keywords:largespansteelbridge;prestressedconcrete;constructioncontrol
由于在设计桥梁结构参数、确定施工状况和分析模型等因素会给大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工造成一定的影响,同时由于混凝土材料的不稳定性和不均匀性,使得大跨度预应力混凝土连续刚构桥在施工的过程中结构状态很难和设计中的状态相吻合。所以在施工的过程中,必须要严格的控制预拱度和主梁内的应力等。通常情况下,在大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工中,主要采取的控制方法有:①自适应控制法②纠偏终点控制法③通过对设计中所给定的内力和主梁标准高度最大允许的误差值进行控制的方法。
1、对桥梁结构的理论计算
在当前通常所采用的桥梁施工控制的结构的计算方法有:无应力计算法、倒装分析法和正装分析法。其中正装分析法能较好的对桥梁结构的实际施工进行模拟,进而能得到在各个施工阶段中桥梁结构的受力状态和位移,还能对桥梁的混凝土收缩以及结构的非线性问题等进行全面的考虑。对于大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁,首先要进行正装计算,然后按照桥梁结构的实际施工加载的顺序的逆过程对对结构行为的计算来确定施工预拱度。而通过倒装的方法对桥梁施工各阶段的状态进行计算才能使其为施工提供科学的指导作用,才能使得施工最终和设计中的要求相符合。通常情况下,都是将正装计算的结果作为应力监测的依据,而将倒装计算的结果作为对预拱度进行控制的主要依据。
2、对主梁线形的测量
2.1测量主梁扰度、轴线和顶面高程
在测量时,需要在每一节段悬臂端梁顶设立一个轴线点和两到四个标准高度观测点。用钢板或者是短钢筋预埋测点,同时为了便于感测,对这些测点有红色油漆进行编号。用水准仪测量标准高度,依据每一节段的施工顺序,按照三种工况平行独立测量每一节段的主梁扰度,并且相互校正核对。使用钢尺和全站仪对轴线进行测量,采用视准法或者是测小角法对轴线前端的偏位直接进行测量。在视准测量时,要将轴线的后视点引导过渡墩,用远点对近距离点加以控制。在对主梁顶面混凝土的高程进行测量时,同一个截面需要测两到四个点,然后取平均值就可以得到主梁顶面高程值。根据不同的施工情况,通过观察到的主梁扰度变化值可以确定立模高程值,同时也可以得到主梁顶面的高程值,将二者进行全面的比较之后,可以对施工的质量进行检验。
2.2测量同跨两边对称截面的相对高差和多跨线形
如果两边的施工阶段一致时,可以直接测量和分析比较对称截面的相对高差。如果两边的施工阶段不一样时,对称阶段的相对高差就不具有可比性,在这时可以将较快一边已经施工的对应截面和较慢一边最末端的截面当做相对高差的测量对象进行测量。在测量时,对于同一截面可以对多个点进行测量取出平均值,就可以得到对应点的相对高差。在保证各个跨线形处在被控制的范围之内的同时,要对主梁的全程线形进行定期或者是不定期的通测,进而保证整个桥梁线形的协调性。
2.3测量主梁立模标高
通过使用精密水准仪对立模的标高进行测量,在测量中要尽量不要在温差较大的时间段内进行。施工单位在立模到位和测量工作结束后,建立单位要对各个施工阶段的立模标高进行重复测量,而且监控单位要不定期的进行抽测。
3、线形控制原理和技术
3.1预拱度的控制
主梁悬浇段各节段立模标高的确定方法是:用设计的标高加上本施工阶段和后期浇筑的各段对此点的影响值,再减去在本施工段中顶板纵向预应力束张拉后对该点的影响值,再加上挂篮弹性变形对该施工段的影响值,最后在再加上由徐变、温度、收缩、二期恒载、结构体系转换以及活载等影响值,就可以确定出预拱度。
3.2预拱度
指令预拱度作为主梁线形控制的主要参数,它对主跨和边跨能否顺利合拢起着决定性的作用。在施工中,预拱度的指令,通常是由检测监控单位提供方案,经过相关部门计算审核之后,在桥梁监理工程师签字确认之后才能进行施工。在保证施工预拱度指令的科学合理性的基础上,还要求指令下达的时间能够保证施工的及时性和连续性。
4、主梁结构应变测量和应力分析
4.1布点的时间
在主梁钢筋布置完成后浇筑混凝土之前,要在控制断面预埋传感元件,同时要按照要求做好相应的防护工作。对桥梁的纵向应力要进行测试和控制。在布点时传感元件要沿着纵向进行布置,并用铁丝进行捆扎。
4.2传感元件的测试原理和应变测量
混凝土应力测试传感元件的种类繁多,由于钢弦应变计有着较好的测试效果,因此经常被使用。对于钢弦传感器应变和频率之间的关系一般是通过折线图和标定表的形式呈现的,通过二次曲线和三次曲线进行拟合,就可以得到相应的数学表达式。
5、测量中需要注意的问题
在测量中需要注意的问题有:第一,由于使用应力监测所涉及的资料和数据多而复杂,因此事前应该认真的进行收集同时要进行仔细的调查;第二,在大跨度桥梁施工中,出现一些问题是难免的,有些时候会打乱正常的施工顺序,这时施工的荷载也会随着发生变化,在测试的时候要对具体的变化做好相应的记录,因为有一些变化值会对测试结果造成直接的影响。在测试中如果发现有异常情况,要及时进行检查并尽快排出干扰因素;第三,对于能够反映出结构工作特性的测试部位,要根据实际尽量多设元件,进而避免在安装或者是测试的过程中对元件造成损坏而无法测到关键的数据时,可以通过其它的元件进行测量;第四,由于混凝土具有变易性,在进行施工应力的测试中要依据施工现场的实际情况,对混凝土做一些有关性质的观测和试验,通过这些试验的数据可以分析测试资料,进而将误差降到最小。
结束语
大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工应力的监测虽然有了一定的方法,但是还有很多问题没有找到很好的解决方法,因此在没有确定科学可行的方法之前,以往施工中的监测经验是非常重要的,所以要注意经验的积累。在目前,随着大跨度预应力混凝土工程的不断发展,为了更好地适应发展的需要,相关部门正在对这项工作进行深入的研究。因此,只要我们不断地在实践中分析总结并积累经验,大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工中的应力测试工作很快就会得到完善和提高,进而保证大跨度预应力混凝土连续刚构桥整体施工质量得到提高。
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姓名:袁进学;
工作单位:中国水利水电第八工程局有限公司;
职务(职称):技术副总工程师(助理工程师);
邮编:467233