高墩大跨连续刚构桥施工监控

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高墩大跨连续刚构桥施工监控

高墩大跨连续刚构桥是一种现代桥梁工程中的重要结构形式,其施工监控是确保桥梁安全、质量和耐久性的关键环节。由于该类桥梁具有跨度大、墩身高、结构复杂等特点,在施工过程中会受到多种因素的影响,如地质条件、气候环境、材料性能及施工工艺等,因此施工监控显得尤为重要。

施工监控的主要内容包括:几何形态控制、内力监测和温度效应分析。几何形态控制通过实时测量桥梁的线形,调整施工过程中的偏差,保证成桥后的设计线形;内力监测通过对主梁、墩柱等关键部位的应力进行检测,确保结构受力状态符合设计要求;温度效应分析则重点关注温度变化对混凝土收缩徐变及结构变形的影响,从而采取合理措施减小不利影响。

在具体实施中,施工监控采用先进的测量技术和手段,如全站仪、GPS、应变片、光纤传感器等设备,结合有限元分析软件对桥梁结构进行模拟计算,为施工提供科学指导。此外,还需建立完善的监控管理体系,制定应急预案,及时解决施工中出现的问题,确保桥梁施工的安全性和经济性。最终实现桥梁高质量建设目标,满足长期运营需求。

荷载也愈来愈大。在重力的作用下,悬臂箱梁不可避免地 存在下挠变形。每施工一块箱梁,就要进行一次预应力穿 束并张拉,随着张拉力的增加,箱梁内钢绞线的长度缩短 而出现弯曲变形。这种弯曲变形对零号块而言,是承受向 下的压力;而对其两端的悬臂而言,是承受向上的提升力, 从而使箱梁出现上挠变形。张拉后,把悬臂两端的施工挂 篮各自前移而进入下一块箱梁施工的位置,由于挂篮重量 和悬臂长度的作用,使得悬臂箱梁又有下挠变形的趋势。 2.2温度对大跨连续刚构桥悬浇法施工的悬臂箱梁标高影

温度变化引起温度升高悬臂向下、温度降低悬臂向上 的标高变化。由于高墩连续刚构桥跨度大、悬臂长,白天 受太阳照射和温度变化的作用下,箱梁的顶底面和箱内外 形成温差:顶面温度高,混凝土膨胀,而底面温度相对较 低,混凝土收缩,从而使悬臂箱梁有下挠变形的趋势:到 黑夜,箱梁外表面散热较快,温度下降迅速,而箱梁内由 于空气不流通,散热慢,温度相对较高,形成箱内和箱外 的温差,使得悬臂箱梁又有上挠变形的趋势。因此,由于 外界环境温度的变化,高墩大跨连续刚构桥在悬浇法施工 过程中,悬臂箱梁处于不断的变形之中。

3大跨连续刚构桥施工监控的工作内容及方法

桥梁的施工监控、监测过程是一个信息采集、信息分 析处理和信息反馈的过程。通过实时测量体系和现场测试 体系,可以采集到桥梁施工过程中工程师们所关心的各类 数据信息。借助桥梁施工监控、监测计算分析体系,对采 集的数据信息进行分析。尤其是对施工中各类结构响应数 据(如变形、内力、应力)分析,可对施工误差做出评价 并根据需要研究制定出精度控制和误差调整的具体措施 最后以施工控制指令的形式为桥梁的施工提供反馈信息。

桥梁施工各工序完成的时间数据在施工控制计算中直

四川建筑 第25卷6期 2005.12

接影响到对混凝土收缩徐变的计算。在设计计算中,这部 分数据通常按施工技术水平进行估计。而在施工控制计算 中,需要尽可能地采用实际的施工时间(与施工单位核定 参与计算。若因某种原因造成施工产生较长停顿时,应重 新进行施工控制分析。时间按年、月、日来计量。

桥梁施工中,环境温度的大小及日照温差会影响到结 构体系的内力分布,而结构的温度变形还影响到施工中构 件的架设精度及测量精度。由于日照温差影响较大,一般 要求标高测量在清晨日出前进行。在实际施工中,由于工 期限制,某些工序的标高测量需要立即进行。把这样测得 的数据用于施工控制分析中时,就必须考虑温度修正量。

从表中实测值与理论值比较可知,墩侧箱梁顶板的实测 应力基本均大于理论计算值。说明主梁在各悬浇施工阶段各 墩顶的负弯矩储备大于理论计算值,实际结构更为安全

线型监测包含主梁高程和主梁轴线偏位两部分内容。 高程监测是指用精密水准仪对主梁各块件控制点的标 高进行测量。如果线型测量控制点设置适当(沿梁端横向 3点布置),还可以测出主梁块件的扭曲程度。另外,应使 用经纬仪对主梁轴线进行测量。主梁的线型监测以线型通 测和局部块件标高测量相结合,在主梁块件浇筑及挂篮移 动后等施工阶段进行。 浅筑梁段前后和预应力张拉前后对梁段块件标高的测 量特别能反映出实际施工时主梁的挠度变化,这些数据是 进行施工控制分析的最重要因素之一。理论计算与实测标 高对比见表3。

无论是施工监控, 还是主梁各测试截面的 理论应力分析,这里关 心的是主梁顶、底板的 混凝土应力,根据实测 应变可按弹模比求出混 凝土的应力,由于本工 程计算和测试结果的数 据较多,限于篇幅,这 里仅取10墩T构12号

图1 主梁控制截面应力测点布置位置

~23号梁段各悬浇施工阶段的应力计算值和实测值作对比 分析.详见表1、表2

表1箱梁上缘各悬浇施工阶段根部应力分析

表310墩T构边跨18~23梁段悬臂端桥轴线处梁顶标

由于篇幅所限q-cr 9211-2015标准下载,梁顶标高就不一一列出,从表3看出 实测值跟理论值在合理的控制范围之内

(1)对于监控、监测的重要性应该引起足够的重视 有必要对大跨度桥梁建立全面的监控系统。 (2)采用固定观测时间可以消除温度、湿度对不同工 况下观测精度的影响,从而使该桥处于动态监控之中。 (3)施工控制分析专用程序的完善有助于减少工作量 及避免人为出错;徐变及温度因素影响也需进一步完善。 (4)桥梁运营期间的应力和挠度监测能进一步检验施 工控制效果,能完善和提高设计及施工控制技术水平,同 时能预测和预报桥梁运营期间可能出现的病害

四川建筑 第25卷6期 2005.12

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