跨石德铁路特大桥(48+80+48)m转体连续梁施工监控

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ghj1983
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  【摘要】本文主要围绕着跨石德铁路特大桥(48+80+48)m转体连续梁的施工展开了分析,探讨了跨石德铁路特大桥(48+80+48)m转体连续梁施工过程中的监控工作,分析了监控工作的要点和难点。
  【关键词】跨石德铁路特大桥;转体连续梁;施工;监控
  中图分类号:U448文献标识码: A
  一、前言
  在跨石德铁路特大桥(48+80+48)m转体连续梁的施工过程中,施工的工序比较复杂,施工的流程多,所以,为了保证施工的质量,对其施工过程进行质量监控是非常有必要的。
  二、工程概况
  跨石德铁路特大桥在239#~242#墩(改DK100+485.80~改DK100+663.3)处设计采用(48+80+48)m转体连续梁。连续梁在改DK100+566.40里程处与既有石德铁路斜交,交角为29°56′。本桥跨越石德铁路(电气化铁路)上、下行线。连续梁(除0#块和边跨现浇段外)采用悬臂现浇法施工;连续梁转体主墩为240#(改DK100+534.55)、241#(改DK100+614.55)墩,每个主墩转体长度为78m,转体角度为29°56′,转体重量为5420t。
  三、施工监控管理程序
  1、前期工作
  在施工单位中标、签订合同之后,为了创造有利的施工监控条件,施工监控单位开始陆续做好个各方面的监控前期准备工作,使施工监控工作能够连续、均衡、有节奏的进行,工程项目保质保量的完成。施工监控准备工作的内容繁多,工作量大,但通常可以归纳为几个方面:调查研究,收集资料;熟悉设计、施工图纸资料;监控设备及物资的准备。
  2、数据采集
  数据采集是施工监测的重点环节,连续梁桥施工监控中数据采集过程也就是进行现场监测环境,主要收集各项监测参数。常见的监测参数有应力监测,标高监测,温度监测。
  3、标高量测内容及计算方法:
  (一)未加载前各特征点初始标高(H1)的观测;
  (二)各级加载后各特征点的标高((H2);
  (三)卸载完毕后,各特征点标高(H3)的观测。
  根据实测值,可计算出梁段荷载作用下支架系统的弹性变形和非弹性变形:
  弹性变形值f1=H3-H2,非彈性变形值f2=H1-H3。
  施工控制标高由设计标高H0及预拱度组成,其中预拱度值与下列几项有关:
  f1—支架弹性变形值
  f2—支架非弹性变形值
  f3—阶段张拉后的预拱度值
  f4—各悬浇阶段的自重引起的下挠值
  最后确定模板系统施工控制标高为:
  H=H0+f1+f2-f3+f4
  卸载后重新调整模板标高时,由于非弹性变形已经消除,因此控制标高:
  H=H0+f1-f3+f4
  对温度的监测是主要用来修正应力差值,在连续梁桥施工过程中,日照温差和周围环境温度的差异都会直接影响到内力在连续梁桥结构体系内的分布,从而影响到梁上的标高的监测数据的精确程度。对温度的监测可以同过在梁内设置温度传感器来进行。因为温度传感器分布位置与应力监测分布相同,所以温度传感器的分布也依照应力分布图来布置。
  对监控数据进行分析整理之后,监控单位会出具一份权威的施工监控报告,报告中对监控参数进行详细分析,如控制截面的内力变化,从而得出上阶段施工的评价结果,但如出现超出误差允许范围之外的情况,则必须暂时停止施工并作出调整方案。以便得到最优的桥梁成桥状态。
  得出监控报告后,监控工作小组应立即执行报告所详细规定的内容,并根据报告所述在现场指导工人安全、规范施工。
  四、连续梁桥施工理论模型计算
  对于实际监控工作来说,首先需对项目进行总体了解,运用有限元分析软件对桥梁结构的应力、水平和竖向位移等影响因素进行分析计算,通过计算结构来了解和掌握结构的安全状态。实际连续梁的施工过程是一个相对漫长且复杂的过程,这就要求施工监控人员在实际工作中要对每一步的施工工艺十分熟悉,并且将施工过程中收集到的各阶段的应力和线形数据与理论计算值相比较,并通过技术手段对下一阶段的目标进行调整,这些步骤都是桥梁结构施工控制中最基本的内容。为了达到要求,必须通过精确的理论计算,分析出施工过程中每个阶段结构参数的理想状态,为实际的施工提供理论的目标值,使实际的施工状态处在一个合理、可控的状态,从而使结构的最终应力和线形满足设计要求。
  施工监控的一般步骤就是在前期通过理论计算初步确定各个悬臂浇筑阶段的理论立模标高,并且在实际施工过程中,对各个施工阶段反馈回来的应力和线形测量成果进行分析,找出误差产生的原因,并在以后的施工过程中,对实际的立模标高进行调整,通过这种理论和实际相结合,用实际的测量数据对理论模型进行调整的过程,来控制桥梁的合龙精度,使结构的最终应力和线形满足设计要求。目前,国际上通用的有限元分析软件有ANSYS,MIDAS,SUPSAP等。
  五、连续梁桥施工的监控内容
  混凝土连续梁桥悬浇施工的监控内容主要包括:前期与现场实时控制分析、实际参数的现场测试以及实时监测。前期与现场实时控制分析主要为前期计算、施工误差状态分析和计算参数的识别与修正。实际参数的现场测试为实际材料的物理力学性能参数、实际施工的荷载参数、实际截面几何参数、挂篮刚度和实际环境参数。实时监测主要为力学监测、线形监测和物理测量,具体包括监测网的建立、边跨现浇支架预压跟踪监测、挂篮变形跟踪监测、梁体线形监测、边跨支座变形监测、梁体混凝土应力监测以及结构和环境温度监测。
  主梁线形(标高和挠度)的控制工作是本桥施工控制的重点之一,通过现场实时监测和施控实时计算及误差调整,确定合理的施工预拱度和主梁立模标高,确保此桥顺利合龙及成桥线形顺畅准确。在施控实时计算中,要根据既有经验通过调查和反馈分析尽可能准确地取定各项计算参数,以求得符合实际的挠度预测值和立模标高。同时在梁段悬臂施工的每一阶段,必须严格测定立模标高,监控挂篮变形,杜绝标高误差出现累积。一旦出现实际标高偏离预测值,则需要结合精度要求,及时做出分析判断,并采取调整下一梁段立模标高的措施来消除误差。当误差较大时,调整应在后续多个梁段内逐步完成,以避免梁体线形出现明显的波形转折。
  六、影响混凝土连续梁应力测量的因素
  影响应力测量的因素很多,除了引起结构弹性变形的应力之外,还包括收缩徐变和温度引起的非弹性变形。
  混凝土应力测试的情况复杂,引起应力变化的因素包括混凝土的弹性变形、混凝土的收缩、徐变、温度等。工程上常用的应力应变换算公式为:
  σ弹性=E·ε弹性
  其中,σ弹性为混凝土的弹性应力;E为混凝土弹性模量;ε弹性为混凝土的弹性应变。
  1、应力元件初值测量。应力元件埋设后,其应力初值的测量十分重要,混凝土水化热温度对应力元件影响很大,其测量时间的选择直接影响着混凝土应力测量的准确性。因此,应力初值的
  测量应该选择在混凝土初凝后,应力值相对稳定,受温度影响较
  小的时候进行,尽量避免应力测试的误差。
  2、应力元件的选择。目前,国内外普遍采用埋入式钢弦应变传感器作为应力测量的主要元件,其主要特点为量程大、精度高、零漂和温漂小,且其体积小易于保护,便于长期观测。根据混凝土箱梁的受力状态,选用的传感器的主要指标如下:量程±1500με、灵敏度1με、长期稳定性2με~3με。配合使用无应力计。
  3、应变滞后性。混凝土结构的特点,对应力变化的反映有一定的滞后性,悬臂梁桥随着悬臂的长度越来越长,其距离应力测试截面也越来越远,当新的结构重量加载时,所产生的结构应力不能马上反映在测试结构中;当预应力张拉的时候,其距离张拉端越近的截面应力变化越快,距离越远变化越慢,表现为应力的滞后性,掌握变化特点,才能使测试结果更准确。
  4、混凝土收缩与徐变。影响混凝土收缩徐变的因素很多,内在因素包括混凝土的材料、配合比、构件成型时的温湿度、构件的断面尺寸等,外在因素包括混凝土的养护条件、构件与大气的接触面积等。
  混凝土的收缩徐变是两方面不同的影响因素,收缩导致混凝土体积有减小的趋势,但是结构的约束会限制这种约束的发展,因此会使结构产生拉应力。在钢筋混凝土结构中,收缩会使结构产生裂缝,在预应力混凝土结构中,收缩会使预应力失效。
  七、结束语
  综上所述,跨石德铁路特大桥(48+80+48)m转体连续梁施工过程中,只有做好了相关的监控工作,才能够为施工质量奠定坚实的基础,进而提高施工的质量和水平。
  【参考文献】
   [1]罗宇涛.钢桁架连续梁桥无应力状态施工监控方法研究[D].西安:长安大学,
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