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淺談大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工監(jiān)控技術(shù)

2009-12-16 13:36    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  摘要:大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工方法主要為懸臂施工,了解施工監(jiān)控的方法和影響成橋線形及結(jié)構(gòu)內(nèi)力等主要因素。通過施工監(jiān)測和采取一定的控制措施,大橋懸臂施工順利合龍,很好地達(dá)到了規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

  關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力混凝土;連續(xù)梁橋;懸臂施工;施工監(jiān)測;控制技術(shù)

  前言

  隨著公路建設(shè)的飛速發(fā)展,各種大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋得到廣泛應(yīng)用,其施工方法多為對稱懸臂施工。大橋的懸臂施工要經(jīng)歷一個(gè)長期而復(fù)雜的施工過程以及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換過程,各施工階段的結(jié)構(gòu)受力都將伴隨著結(jié)構(gòu)體系、約束條件和荷載作用的變化而不斷變化。由于施工過程中受到許多不確定性因素,包括材料的性能、施工荷載、預(yù)應(yīng)力損失、混凝土收縮徐變、溫度等的影響,造成橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)之間存在差異,因此在橋梁施工過程中有必要對橋梁的實(shí)際反應(yīng)(高程、線形、應(yīng)力等)實(shí)施嚴(yán)格的全過程施工控制,保證橋梁建造質(zhì)量、確保施工過程的安全,以及成橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形等符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

  1、施工控制影響因素分析

  懸臂澆筑施工過程中,對橋梁內(nèi)力和線形造成較大影響的因素主要有下列幾個(gè)方面,排除這些影響因素,測試結(jié)果才更具可靠性,正確指導(dǎo)施工。

  1.1截面特征參數(shù)。橋梁施工可能存在截面尺寸誤差,這種誤差將直接導(dǎo)致截面特征參數(shù)(截面面積、截面慣性矩等)的誤差,控制過程中通過結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)對截面特征參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正并作誤差分析。

  1.2材料特性參數(shù)。材料特性參數(shù)主要指材料的彈性模量E,對于混凝土材料來說,彈模在施工過程中會(huì)有一定的波動(dòng),在橋梁施工計(jì)算中要按照實(shí)測值進(jìn)行分析。

  1.3溫度及混凝土收縮徐變。溫度變化對橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形有較大影響,但橋梁結(jié)構(gòu)中的溫度場的影響比較復(fù)雜,一貫作法是通過定時(shí)觀測(如每天早晨日出前進(jìn)行觀測)來盡量減小溫度影響;炷潦湛s徐變與橋梁結(jié)構(gòu)的形成歷程有著密切的關(guān)系,在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中,混凝土收縮、徐變對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形都有明顯的影響。

  1.4荷載參數(shù)。荷載參數(shù)主要是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重力(容重)、施工臨時(shí)荷載和預(yù)加力。對于懸臂施工預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,由于容重變化、漲模等原因引起的構(gòu)件自重變化經(jīng)常發(fā)生而又沒有一定的規(guī)律。由于施工組織不合理材料堆放引起的施工臨時(shí)荷載,也會(huì)有較大的誤差。對于結(jié)構(gòu)體系中的有效預(yù)加力,由于預(yù)應(yīng)力損失的變化也常常引起不小的誤差。

  2、監(jiān)控方法和程序

  在實(shí)際監(jiān)控中,首先將由設(shè)計(jì)單位計(jì)算確定的各施工階段的主要測試部位的施工控制目標(biāo)值輸入監(jiān)控管理系統(tǒng),然后對施工階段完成后的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行判別,并對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提出施工控制決策所需的信息。同時(shí)依據(jù)監(jiān)測的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實(shí)值進(jìn)行施工階段計(jì)算,確定出每個(gè)懸澆節(jié)段的立模標(biāo)高,并在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測成果對誤差進(jìn)行分析、預(yù)測和對下一節(jié)段立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整,以此來保證合龍段兩懸臂標(biāo)高的相對偏差不大于規(guī)定值,同時(shí)成橋后橋面線形、結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。箱梁施工過程監(jiān)測與控制系統(tǒng)流程。

  各節(jié)段立模標(biāo)高按以下公式計(jì)算

  H=H0+fi+f掛籃+1/2fp

  式中:H-待澆梁段主梁前端立模標(biāo)高;H0-設(shè)計(jì)標(biāo)高;fi-本施工階段及以后各施工階段對該點(diǎn)撓度影響值,該值包括恒載、移動(dòng)荷載、徐變、體系轉(zhuǎn)化、預(yù)加應(yīng)力等影響;f掛籃-本節(jié)段的掛籃變形值,由加載試驗(yàn)提供;fp-使用階段活載作用下產(chǎn)生的最大豎向撓度。

  3、監(jiān)控實(shí)例

  某公路橋?yàn)?8.6m+3×64m+48.6m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,橋梁總寬度為26.5m,分兩幅橋建設(shè),中間預(yù)留1m后澆濕接頭,主橋單幅箱梁為單箱單室截面。主跨支點(diǎn)處梁高4.0m,跨中梁高2.0m,梁底按二次拋物線y=4f(L-x)x/L2變化。箱底寬7.25m,箱頂寬13.25m,箱梁翼緣寬度橋外側(cè)為3.5m,內(nèi)側(cè)為2.5m,箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

  3.1箱梁應(yīng)力監(jiān)控。對于連續(xù)梁,主梁在懸澆施工中各截面的應(yīng)力隨工況的不同,同一截面上下緣的應(yīng)力不斷變化。主梁在懸澆過程中可按靜定結(jié)構(gòu)考慮控制截面,懸澆完成后結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換,此時(shí)應(yīng)按超靜定結(jié)構(gòu)考慮控制截面,在這些截面內(nèi)布置傳感元件,進(jìn)行應(yīng)力測試和施工控制。在懸臂施工階段,主梁最關(guān)鍵截面為0號塊懸臂根部處的截面;在合龍后,除0號塊懸臂根部處的截面外,跨中合龍段也是關(guān)鍵截面之一。

  傳感器采用國內(nèi)常用的鋼弦式應(yīng)變計(jì),該種傳感器具有測試精度高,穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。在鋼筋綁扎完畢、混凝土澆筑之前,用鐵絲綁扎在主梁的縱向鋼筋的上。為了減少混凝土徐變和溫度應(yīng)變的影響,在施工測量上采取加密測量次數(shù)、變量分段累計(jì)的方法。即在主要荷載變化前后及時(shí)測量,因其時(shí)間間隔較短,其間的混凝土徐變就比較小,選擇日出前梁體溫度較均勻時(shí)測量,此時(shí)不均勻溫度場溫度應(yīng)力變量小。計(jì)算總應(yīng)力時(shí),先算出每一工況荷載變化前后的階段應(yīng)力(混凝土灌筑前后),然后累計(jì)計(jì)算出總應(yīng)力[3].

  結(jié)束語

 。1)施工過程監(jiān)控對于懸臂澆筑施工安全性具有重要的意義,是保證橋梁建造質(zhì)量的重要手段;

  (2)通過施工監(jiān)控,施工工藝參數(shù)更具合理性,各節(jié)段立模標(biāo)高的確定更加合理,保證了橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形符合設(shè)計(jì)要求;

 。3)施工監(jiān)控可以掌握實(shí)際結(jié)構(gòu)的真實(shí)應(yīng)力狀態(tài),為橋梁的運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)提供基礎(chǔ)資料。

  參考文獻(xiàn)

  [1]向木生,張世飆,張開銀等。大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)[Z].

  [2]周敉,宋一凡,趙小星。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁懸臂澆筑的施工控制[Z].

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