大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监控研究.pdf
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1、BR JDGE AND TUNNEL C0NS TRUCTI oN AND M ACHI NEI Y 文 童 编 号 : 1 0 0 0 0 3 3 X( 2 0 1 3 ) 0 9 0 0 8 3 0 4 大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监控研究 王文义 , 秦 立斌 ( 1 云南 省公路工程监理咨询公 司, 云南 昆 明 6 5 0 0 2 1 ; 2 河北省衡水市水务建筑工程处 , 河北 衡 水0 5 3 0 0 0 ) 摘 要 : 以南盘 江 大桥 为研 究对 象 , 从 结构 应力 、 变 形等 方 面对 大跨 径 预 应 力 混凝 土 刚 构桥 施 工 全 过 程 进行 了监 测
2、, 并从 参数 识 别与施 工调 整 方 面进 行 了研 究分 析 , 保 证 了桥 梁 的施 工 安全 , 并使 成 桥状 态趋 于最优 , 可为完善 同类型桥 梁的设计提供参考。 关键 词 : 大跨 径 ; 预 应 力混 凝 土 ; 连 续 刚构 ; 施 工监 控 中 图分 类号 : U4 4 8 2 3 文献标 志 码 : B S t u d y o n M o ni t o r i ng o f Co ns t r u c t i o n o f Lo ng s pa n Pr e s t r e s s e d Co nc r e t e Co nt i n u o u s Ri g
3、 i d - f r a me d Br i dg e W ANG W e n y i 。QI N L i b i n (1 Hi g hway Eng i n e e r i ng Sup e r v i s i o n Cons u l t i ng Fi r m i n Yunn a n Pr o vi nc e,Ku nmi ng 65 00 21,Yunn a n,Chi na; 2 He n g s h u i W a t e r En g i n e e r i n g De p a r t me n t o f He b e i P r o v i n c e ,He n g
4、s h u i 0 5 3 0 0 0,He b e i ,Ch i n a ) Ab s t r a c t :Na n p a n Ri v e r B r i d g e wa s t a k e n a s a n o b j e c t t o c a r r y o u t t h e mo n i t o r i n g o f c o n s t r u c t i o n of l o ng s pa n p r e s t r e s s e d c o nc r e t e c ont i nu ou s r i gi d f r a m e d br i d ge i
5、n a s pe c t s o f s t r u c t u r a l s t r e s s a n d d e f o r ma t i o n Th e p a r a me t e r r e c o g n i t i o n a n d a d j u s t me n t i n c o n s t r u c t i o n p r o c e s s we r e s t u d i e d, i n o r d e r t o a s s u r e t h e c o n s t r u c t i o n s a f e t y a n d ma i n t a
6、i n t h e b e s t c o mp l e t i o n s t a t e o f b r i d g e ,wh i c h pr o v i de s r e f e r e nc e f or t he de s i g n o f s i mi l a r b r i dg e s Ke y wo r ds:l o ng s pa n;pr e s t r e s s e d c o nc r e t e;c o nt i nu ous r i gi d f r a m e ;c on s t r u c t i on mo ni t or i n g 0 引 言 大
7、跨度连续刚构桥属高次超静定结构 , 所采用 的施 工方 法 和安 装程 序与 成桥 后 的主梁 线形 和结 构 恒载 内力 有着 密 切 的联 系 。在 施 工 过 程 中 , 随着 桥 梁结 构 和荷 载状 态 的不 断变 化 , 结 构 内力 和变 形 也 随之 变 化 。因此 , 需 对 桥梁 施 工 的 每一 阶 段 进 行 详 尽 的分析 和 实 测 验 证 , 并 对 结 构 应 力 、 变 形 加 以 控 制 , 以确保设计要求得以准确 实现。本文以南盘 江特 大桥 施 工 监 控 为 研 究 背 景 , 对 应 力 和 变 形 ( 标 高 ) 的监测 与控 制进 行研 究分 析
8、 。 中跨跨 中和边跨现浇梁段梁高均为 3 5 m。主桥下 部结构基础为桩基础, 主墩为钢筋混凝土双薄壁墩, 墩高 8 5 48 8 m, 单薄壁厚 3 3 m, 双壁 中距 9 7 m。 主桥立面如 图 1所示 。 = 九乡 石林 图 l 大桥总体布置 1 工程概 况 2 施工监测控制的 目的和 内容 南盘江大桥主桥上部结构为 ( 1 2 0 m+2 2 0 m+ 1 2 0 m) 三跨预应力混凝土连续刚构, 箱梁设计为单 箱单室断面 , 梁顶板宽 1 2 m, 桥 面宽 1 1 m, 底板 宽 8 m。 在各墩与箱梁相接的根部断面梁高为 1 2 5 m, 收稿 日期 : 2 0 1 2 1
9、 2 - 2 0 2 1 施工监测控制的 目的 由于在大桥主梁梁段 的悬臂施工过程中, 每一 梁段的增加都将对现有结构的内力和线形产生一定 的影响 , 并最终 影响成桥后 的结构 内力 和线形 , 因 83 BRI DGE AND TUNNEL C0NS TRUCTI ON AND M ACHI NERY 此 , 应对 大桥 的施 工 过程 进 行 监 控 。通 过 对关 键 部 位 和重要 工序 的严 格 监测 和控 制 , 可 以准 确 给定 和 及 时调 整梁端 立模 标高 , 优化施 工 方案 和施工 工艺 , 简化施工流程 , 确保合拢精度 , 消除可能对结构安全 和施 工 安全产
10、生影 响 的 不利 因素 , 使 成 桥 后 的 结构 线形 和 内力满 足设计 要求 。监 控应 按照 以箱 梁底部 线 形控 制为 主 、 应 力监测 为辅 的原 则进行 。 2 2 施 工监 测控 制的主 要 内容 ( 1 )根据 选定 的施 工方 法与 程 序对 每 一 阶段进 行理 论计 算 , 求 得各 施 工 阶 段施 工 监 测 控 制 参数 的 理 论计算 值 , 形成施 工控 制文 件 。 ( 2 )跟 踪结 构 施 工 进 度 , 在 结 构 控 制 断 面 部位 埋设 传 感器 , 布设 变形观 测点 , 实 时跟踪 并测 取相关 数据, 获取结构在当前状态下的实际数据
11、 , 确保结构 工 程质 量和结 构状 态安全 。 ( 3 )根据 施工 监控 的需要 进 行相 关 技术 参 数 的 试验 测试 。 ( 4 )针对 实 际施工 过程 中 由于 各种 因素 引起 的 理论计算值与实测值不一致 的问题 , 在施工 中加以 控 制与 调整 。 3 桥梁 结构仿真分析 结 构分 析 是 结 构 施 工 控 制 的 主 要 工 作 内 容 之 一 ,需要 根据 施工 过程 与成桥 运 营情况 , 进行 各施 工 状态及成桥后 的内力与位移计算 , 进 而确定 出结构 各施一 I : 阶段 的 内力 与位 移 理 论 值 , 并 与设 计 方 提 供 的计算 值作 校
12、 核 验证 卫 。计 算 时考 虑 施 工 工 序 、 时 间 、 相 应状 态临 时荷载 、 环 境温度 、 截 面变化 、 结 构变 化及混 凝 土的收 缩 与徐 变 等 影 响 因 素 , 预 测下 一 施 1 二 状 态及 成桥状 态 的 内力 与位移 3 j 。 结构 受力分 析 采 用线 性 有 限元 法 , 该 项 分析 包 括 以下 内容 。 ( 1 )对结 构 设 计 中 涉 及 的 主 要 计 算 数 据 进 行 复核 。 ( 2 )确定 各施 工理 想状 态 的内力 与位移 。 ( 3 )通过 比较 , 确定 出结构最大内力 与位移 的 相 应状 态 。 ( 4 )给出有
13、关施工的建议。 按照施工和设计所确定的施工工序以及设计所 提供的基本参数 , 结构静力分析采用桥梁结构分析 软件桥梁博士 v 3 0和 Ma d a i C i v i l 建立模型对施工 过程进行相互校核分析 。根据大桥实际施工情况 , 结合 施工 应力 监测 实 施方 案 , 将南 盘 江 特 大 桥 空 间 结构 离散 为 2 3 4个 平 面 杆 件单 元 , 并 划 分 为 1 1 0个 施工阶段 , 其结构离散图如图 2所示。 2南 盘 江 特 大 桥静 力 分析 结 构 离 散 采用 Mi d a i C i v i l 软件 , 主 要对 桥 梁 结构 进 行 抗 震验 算分
14、析和 桥梁结 构 动力特 征值 分析 。 4 施工过程 的现场监测 4 1 应 力监 测 应力 监测 就是 要在 施工 过程 中对结 构 各重要 控 制截 面进 行适 时应 力 监 视 , 并 且 要监 视 结 构 在 当前 荷载条件下真实的应力状 态, 从而为结构参数的识 别提供依据。在混凝土体内预埋应力传感器 , 通过 读数仪读取 。 然后经换算得出截面累计应变 , 累计应 变中包含有弹性与非弹性应变 , 经分析计算得 出弹 性应 变 , 结合箱 梁 的 挠度 变 化 将 其 与设 计 理 论 应 变 进行比较, 综合判定结构受力是否合理、 安全 j 。 4 1 1 测 点布 置 根据 T
15、型刚构桥悬臂期 问及合 拢后的受力特 点 , 结合应力测试 内容及理论计 算进行 资料 分析。 监控组主要在各测试箱梁截面顶、 底板布设纵 向应 力 传感 器 ; 在 箱 梁 悬 臂 根 部 截 面 ( 1 0 1 、 2 0 2 ) 增 加 布设 腹 板 4 5 。 方 向应 力 传 感 器 ; 在 中跨 合 拢 块 增 加 布设顶 、 底板横向及腹板竖 向应力传感器 , 即在 1 T、 2 T悬臂 箱 梁根 部 、 两 边跨 跨 中、 中跨 L 4及 中跨跨 中合拢 段共 9 个 主控 截 面 布 设 7 8个 应力 测点 。以 上 观测 点用 于观 测 箱梁 顶 、 底板 在 恒 载 和
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