悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥的变形控制浅谈

[12-11 16:59:29]   来源:http://www.tmgc8.com  桥梁工程   阅读:3807

    3.11 截面尺寸测量
    根据误差分析的结论,混凝土超方对悬臂施工的连续梁桥影响很大,应尽可能减少,因此超方的测量非常重要。除了应变和标高数据能够反映超方的现象,对箱梁阶段截面测量也是一个简单易行的方法。
    具体做法是没浇筑一个节段,在悬臂端进行截面尺寸测量,包括截面高度、顶板、底板、和腹板的合度等,测量精度应控制在2mm以内。在实际操作中原则上以抽测为主,或控制混凝土浇筑量。
    3.12 施工支架预压、挂篮静载测试
    箱梁墩顶采用支架现浇的施工方法。支架在自重和其它施工荷载作用下将发生变形。这种变形包括弹性变形和非弹性变形。支架变形量要通过预压实验才能最终获得。预压实验的方案由施工工区设计,并经专业监理工程师审批。
    挂篮在块段自重及其它施工荷载作用下,将发生变形,这种变形将直接影响成桥后的桥梁线型。因此应在混凝土浇注前,使挂篮反拱,以消除这种影响。
    在挂篮安装好后,应对挂篮进行预压,预压实验可采用分级加载方法。分级加载次数和加载量尽量与梁段实际接近,记录压重的荷载与挂篮前端的变形情况,绘制荷载与挂篮变形曲线。通过预压,消除支架、挂篮的非弹性变形,并测试支架的弹性变形,为立模标高的确定提供数据支持。
    挂篮加载实验注意事项:
    (1) 加载前应设置好各变形观测点,观测人员和观测仪器同步就位;
    (2) 观测仪器使用前应进行校核,保证测量数据的准确性;
    (3) 加载过程中,现场技术人员要认真检查挂篮的各种变化,发现异常,应及时停止加载,排除问题后方能继续作业;
    (4)加载应逐渐进行,加载、卸载量及控制应为0%、50%、100%、120%、100%、50%、0,荷载量施加时应均匀,重量要准确;
    (5) 加载时及时记录观测结果。
    挂篮加载实验流程见图2所示。

图2  挂篮荷载试验流程图
    4  施工监控流程和工作计划
    4.1 施工监控流程(见图3)

图3  施工监控流程图
    4.2 工作计划
    (1) 编制监控方案,按批准的施工方案对该桥施工进行全面有效的监控。
    (2) 验算施工过程中各断面的结构受力,在施工控制开始前,根据设计图及施工单位提供的施工方案,对结构进行全施工过程模拟计算。www.tmgc8.com
    (3) 根据理论计算及现场实测结果,提供施工所需数据。
    (4) 在各施工阶段,对基础沉降、各控制截面挠度、控制截面应力值和温度进行跟踪,同时与理论计算结构进行对比分析,如发现应力和挠度偏差较大,甚至超出强度安全控制指标等,应暂停施工,查明原因。
    (5) 从施工角度优化设计方案,根据施工单位实际情况,以及以前的经验,并根据理论计算对施工方案提出合理的改进方案。
    (6) 根据监控情况,定期或不定期召开施工监测例会,并定期将监控成果向监理、建设单位汇报。
    5  操作程序和方法
    5.1 施工准备阶段操作程序和方法
    在施工准备阶段,首先要根据拟定的施工方案,对设计文件进行复核计算,与设计单位提供的参数进行对比,确定该桥监控工作流程等。
    对于箱梁每一个当前悬臂施工节段,进行至少以下4个工况的高程数据测量:
    (1) 混凝土浇筑前;
    (2) 浇筑箱梁混凝土后、纵向预应力钢束张拉前;
    (3) 纵向预应力钢束张拉后;
    (4) 挂篮移走就位后。
    根据施工线型控制的需要,在当前施工梁段“纵向预应力钢束张拉后”工况进行施工梁段平面中线坐标及对已浇筑完成的所有梁段标高的测量。合拢段施工的高程观测按以下6个工况实测:
    (1) 安装模板前;
    (2) 浇筑混凝土前;
    (3) 浇筑混凝土后;
    (4) 张拉完所有预应力钢束后;
    (5) 拆除体外合拢劲性骨架后;
    (6) 体系转换阶段。
    当合拢采取压重等方法时,应在整个合拢段混凝土施工中进行变形监控。
    在全桥荷载施工结束时应对全桥轴线、桥面高程及应变进行测试。
    5.2 工作质量监控的原则和方法
    5.2.1控制原则
    该桥施工控制的原则是安全稳定性、内力和变形控制综合考虑。在施工中采取如下的控制策略:主梁控制截面应力和挠度应在施工过程中实时反馈,整个施工过程中以主梁标高和应力作为主要控制指标。标高主要控制线型,确保最终成桥线型和设计线型相一致;应力主要通过实测与分析,及时发现施工中可能存在的异常情况,及时预警,保障施工安全。在施工中,如发现全桥应力即将超出安全控制指标或主梁线形误差偏大,应暂停施工,查明原因,及时纠正。
    5.2.2控制方法
    特别是变面截面连续梁桥在施工过程中,出现施工状态偏离理想的设计状态时,如不加以调整,就会造成结构的线型远远偏离设计成桥状态,甚至危及结构安全。对于预应力混凝土连续梁,设计计算中所采用的各项参数与现场材料的参数存在一定的差距,因此预应力混凝土连续梁的施工控制难度相对较大。
    目前,桥梁的施工控制方法主要可以归纳为三类:开环控制、反馈控制和自适应控制。根据该监控项目的实际情况选用目前应用较为广泛的自适应控制方法,其基本原理在于:通过施工过程的反馈测量数据不断修正用于施工控制的跟踪分析程序的相关参数,使计算分析程度适应实际施工过程,当计算分析程序能够较准确地反映实际施工过程后,以计算分析程序指导以后的施工过程。
    由于经过自适应过程,计算程序已经与实际施工过程比较吻合,因而可以达到线型控制的目的。其基本步骤如下:
    首先以设计的成桥状态为目标,按照设计参数建立有限元模型进行计算,以确定每一施工步骤应达到的分目标,并建立施工过程跟踪分析程序。
    根据上述分目标开始施工,并测量实际结构的变形等数据。
    根据实际测量的数据分析和调整各统计参数,以调整后的参数重新确定以后各施工步骤的分目标,建立新的跟踪分析程序。
    反复上述过程即可使跟踪分析程序的计算与实际施工相吻合,各分目标也成为可实现的目标,进而利用跟踪分析程序来指导以后的施工过程和必要的调整和控制。连续梁桥的施工控制通过施工中主梁标高及截面尺寸和弹性模量等数据采集,在对所得到的数据进行误差分析后,不断修正设计参数,使标高的计算值与实际测量值之差不断缩小,从而把握目前的施工过程,进而预估将来的状况,达到施工控制的目的。www.tmgc8.com
    6  结语
    桥梁的施工控制方法本身就包括考虑到施工工艺不同,材料物理力学性能,现场施工环境影响而进行调整的功能,在悬臂浇筑中的变形控制是为了确保施工中的结构的安全和结构形成以后的外形和内力状况符合设计要求,因而,具体桥梁施工现场的各种数据采集及影响因素研究就显得尤为重要。本文京杭运河无锡建乐大桥结合现场施工控制进行了这方面的研究,不到之处还需大家指教。

    参考文献
    [1] JTGD62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
    [2] JTG D60-2004,公路桥涵设计通用规范[S].
    [3] JTG B01-2003,公路工程技术标准[S].
    [4] JTJ024-85,公路桥涵地基与基础设计规范[S].
    [5] JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].
    [6] GB50152-92,混凝土结构试验方法标准[S].
许一明
    (江苏东南交通工程监理咨询有限公司,江苏南京210018
 

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