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摘要:抚溪江大桥是一座净跨120米的钢筋混凝土整体式箱型拱桥,采用悬拼钢拱架现浇施工。悬拼钢拱架现浇施工拱桥的优点:能按照不同跨径不同设计线型进行布置,受力状态明确;拼装和卸架方便快捷,施工工期短;通过整体滑移,左右幅通用,用钢量少,材料节省。由于悬拼钢拱架刚度相对较弱,桥梁跨度较大,使得抚溪江大桥施工工艺变得复杂,技术难度较高,施工控制在该桥施工过程中扮演者重要的角色,对保证大桥安全、顺利、高质量的完成起着关键性作用。本文重点叙述悬拼钢拱架施工控制。
关键词:钢拱架;拼装;预压;监控
Abstract: stroke creek river bridge is a net across the 120 meters of monolithic reinforced concrete box arch bridge, using steel arch cantilever cast-in-situ construction. Steel arch cantilever cast-in-situ construction of arch bridge advantages: can be carried out in accordance with the different span design line layout and stress; Assembly and convenient unloading, short construction period; Through overall slip, or so of general, with less steel, material saving. Because the cantilever steel arch frame stiffness is relatively weak, bridge span is larger, caresses creek river bridge construction process is complicated, high technical difficulty, construction control plays an important role in the bridge construction process, to ensure the safety of the bridge, smooth, high quality finish play a key role. This article focused on steel arch cantilever construction control.
Keywords: steel arch; Assemble; Preloading; monitoring
中图分类号:TV551.4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、绪论
1.拱桥概况
拱桥是我国公路上使用较广泛的一种桥梁形式,拱桥在竖向荷载作用下,两端支撑处除产生竖向荷载作用外,还将产生水平推力,正是这个水平推力使拱圈产生轴向压力,并大大减小了拱圈的截面弯矩,使主拱截面材料强度得到充分发挥,跨越能力增大。
随着拱桥所用采用材料、结构形式、跨径大小及所处位置的不同,施工采用的方法也各不相同,根据具体情况选择一种合理的施工方法是完保证桥梁按质量要求安全顺利完成的先决条件;也是缩短工期,降低造价的关键。目前现浇钢筋混凝土拱桥的施工方法主要有支架施工、悬拼吊装施工、劲性骨架施工、转体施工和悬臂施工。
悬拼钢拱架施工便是有支架施工中的一种施工方法。近代,因其在施工工期、经济效益等诸多方面的显著特征及优势得到了广泛的应用。
2.抚溪江大桥简介
(1)工程概况
抚溪江大桥地处贵州高原东缘,桥区为高原型构造侵蚀一剥蚀型低中山沟谷地貌,桥区附近海拔324.5~364m之间,相对高差39m。抚溪江大桥上部结构采用5×20m(预应力砼空心板)+120m(钢筋砼箱形拱)+2×20m(预应力砼空心板)。下部结构主孔采用现浇钢筋混凝土拱座及现浇混凝土基础。桥梁全长285.53米,主孔:净跨120米箱型拱,矢跨比为1/5,拱轴线为悬链线,共轴系数为1.756。拱上腹孔采用15×8.35米的装配式预应力混凝土空心板。
(2)抚溪江大桥悬拼钢拱架施工
抚溪江大桥悬拼钢拱架主要由标准节段、调节节段、拱顶节段和拱脚节段组成;横向系用横联联结,拱架顶面和底面用平联联结;节段间下弦通过销轴连接,上弦用连接螺栓连接。
悬拼钢拱架主要施工步骤:
A.钢拱架验收:钢拱架经检验合格后方可运至现场安装。
B.钢拱架拱座施工。用来支承现浇施工荷载(含支架荷载)的临时拱座。
C.钢拱架节段安装装:安装拱架节段并设置临时安装扣索;设置横向缆风索。
D.拱架合拢后拆除临时扣索,锚固横向缆风索。
E.钢拱架预压荷载试验。
图1-1.钢拱架合拢照片
(3)主拱圈施工加载程序
拱圈砼浇筑按竖向分环、纵向分段的方式进行,并遵循纵向、横向对称、均衡的原则进行施工。拱圈竖向分为三环:第1环为现浇底板和下马蹄;第2环为现浇腹板和横隔板;第3 环为现浇顶板和上马蹄。当第1环混凝土达到95%设计强度后,方可进行第2环混凝土浇筑,第2环混凝土达到90%后方可进行第3环混凝土浇筑。为了使拱架能够充分全断面的受力。拱圈砼浇筑时纵向上分為长度相当的五大段,分别为拱脚段(两段)、拱顶段(一段)、中间段(两段)。在进行砼浇筑时拱脚段和拱顶段基本同步,其中拱脚段浇筑方向为从下往上,拱顶段浇筑方向为从拱圈两岸往正中方向对称进行,中间段浇筑方向是从3L/16分往3L/8位置浇筑。
二、悬拼钢拱架施工控制
虽然悬拼钢拱架现浇施工方法优点多,但是我们必须树立“安全第一,质量优先”的施工理念。由于悬拼钢拱架刚度较小,施工过程中杆件内力及挠度变化较大。为保证桥梁的安全施工,使桥梁具有良好的成桥线型,在整个施工过程中须对钢拱架的内力及挠度变化进行严格、科学的监测控制。
同时,在施工过程中,钢拱架随着拱架节段的拼装、临时扣索的张拉,钢拱架的内力和线型也不断变化;尤其在钢拱架合龙后,分环、分段对称浇筑主拱圈混凝土的过程中,钢拱架的内力及变形在各个节段都将不同。而且,不适当的浇筑顺序还会使钢拱架在混凝土浇筑过程中压应力过大而遭到破坏。为了确保拱架和主拱圈在悬拼及主拱圈混凝土浇筑过程中应力及结构整体稳定的安全性,同时也为了实现设计要求的成桥线型,必须在该桥的施工过程中对钢拱架进行监测控制,及时调整由于各种不定因素如温度、施工机械荷载等引起的内力和线形的偏差,避免误差的积累。由此,施工控制的重要性显而易见。
1. 施工控制的目的
随着交通事业的飞速发展,桥梁的跨度越来越大,施工难度也越来越大,而施工中实际情况与设计理论计算的差异对成桥后桥的内力和线形的影响也就越突出。为确保主拱圈在施工过程中结构内力和变形始终处于安全范围内,且成桥后主拱圈的拱轴线和桥面的线形符合设计要求,结构恒载受力状态接近理想状态,在拱桥施工过程中必须对钢拱架进行严格施工控制。大跨径桥梁的施工,所采用的施工方法、材料性能、安装程序、拼装节段的定位标高、安装索力、状态温度等都直接影响成桥主拱圈和桥面的线形与受力,而在施工过程中,这些因素与设计的假定总会存在差异,所以必须在施工中通过监测采集必要的数据,进行分析比较,加以调节控制,以满足施工过程的安全要求和成桥状态的设计要求。
总之,本桥对钢拱架进行施工控制的主要目的就是:使施工实际状态最大限度的与理想设计状态(线形与受力)相吻;确保安全施工。
2.施工控制的原则
抚溪江大桥钢拱架施工控制的原则是内力、变形、稳定性、综合考虑。采用精确的应变测量仪器,尽量精确测量出拱架控制应变情况,从而对拱架应力的变化进行较准确的评估。挠度的测量更容易能达到精度要求,但由于当地天气变化不确定,阴天多于晴天,拱圈浇筑施工又处于多雾的季节,在大雾天气和光线比较暗的时候进行测量时,读数误差就会比较大,从而影响测量精度。因此,在满足稳定性要求的前提下,对内力和变形进行双控,严格控制拱架控制杆件内力的变化情况和拱架轴线的偏移。
3.施工控制的主要内容
(1)对拱架拼装过程进行模拟计算;对拱架在各种工况下的稳定性迸行分析计算;给出拱架拱架控制标高、预拱度和扣索索力。
(2)对拱架拼装过程进行现场监控,对拱架标高、拱架变形、拱架应力、扣索索力等进行测量控制。
(3)制定拱架荷载试验方案。对拱架荷载试验过程进行现场监控,采集各项实验数据,及时进行分析计算。
(4)现场跟踪测量拱肋浇注过程拱架各控制断面的应力和拱肋挠度变形,确保结构安全和拱肋线型正确。
图2-1.应力测试测点纵断面布置图
图2-2.标高观测测点布置立面图
4.钢拱架拼装全过程临时扣索控制
钢拱架拼装过程中,重点对钢拱架临时扣索索力和拱架标高进行实时监控。观测每一个断面内的索力和标高情况,通过已测量出的原始数据,计算得出每根钢丝绳的拉力,如满足规范及施工和设计要求,同时对比标高,若标高满足设计要求,可以进行下一步施工;若未满足,则第一时间调整临时扣索索力,并通过临时扣索调整拱架标高,待标高满足设计要求,且索力控制在安全系数内并使同一断面每根临时扣索受力尽量均匀,方可进行下一节段的拼装。
钢拱架拼装合龙前在扣索索力允许范围内通过调整临时扣索将拱架标高调整到允许误差范围内,并记录数据。拆除扣索后观测钢拱架标高,与设计要求比较。
钢拱架拼装过程各阶段,还需对钢拱架缆风绳索力、拱架杆件应力等进行实时观测。
5.钢拱架荷载预压施工控制
抚溪江大桥悬拼钢拱架由于其刚度较弱、跨度相对较大的弱点,为保证拱架施工安全,体现以人为本的原则,同时检验拱架的性能和安全,对拱架进行荷载试验,以验证钢拱架结构的稳定性,消除其非弹性变形。
根据以往施工过程的监控数据及经验显示,在浇筑底板及下马蹄混凝土以后(混凝土强度达到设计强度的80%以上),再浇筑肋板和顶板,拱架的应力增长和标高的变化很小,可以认为没有变化。由此,在荷载预压施工中,拱架承受的最大荷载,是用拱圈底板及下马蹄重量及施工荷载来控制。钢拱架预压采用吨袋法预压,根据主拱圈浇筑顺序、合龙顺序以及拱架与主拱圈的受力特点,预压最大荷载采用底板混凝土及下马蹄重量和施工荷载最大配重之和的1.2倍。
2-3.钢拱架预压分段加载程序示意图(平面)
2-5.钢拱架预压分段加载程序示意图(立面)
图2-6.钢拱架预压荷载
整个试压过程每一步完成时作为一种控制工况,此时都需对拱架弦杆应力、拱架挠度、拱架轴线偏位、缆风绳索力等参数进行全面观测,记录、分析试验数据。拱架试压须按照两岸对称的拱圈浇筑顺序进行。在试压过程中,若监测到拱架杆件应力或挠度变化不正常,则立即停止加载,检查加载断面下的拱架杆件情况和两岸加载对称情况,加以调整;若观测到拱架轴线偏位过大,则立即停止加载,待检查过加载的横向对称情况与缆风绳索力并做调整后,方可继续加载;若加载期间由于加载顺序引起拱架应力或挠度不正常,则需考虑对加载顺序进行调整优化,则在主拱圈混凝土浇筑时,同样需要调整。
整个荷载试验过程中,必须随时对拱顶挠度和拱架轴线(此时只观测跨中和四分之一处的轴线偏位)进行观测,加载拱腰段及拱顶段时,加大观测密度。以及时检查出拱架存在的问题,并加以解决。从整个加载过程中拱架上、下弦杆的应力情况看出,拱架实测应力值小于理论计算值。产生这一现象的原因在于:拱架上面的钢管支架(钢管支架自重已计入施工荷载)参与了部分受力,使整个拱架的刚度加大。这也提高了拱架的受力性能和拱架的稳定性,提高了施工安全系数。
表3-1.钢拱架荷载预压过程主要截面竖向位移
荷载试验中,通过对各试验荷载工况下拱架各控制点挠度观测数据采集分析,为浇筑拱圈膜板的标高确定提供了实测的数值依据,使后期拱圈混凝土浇筑过程中能更好的将拱圈线形控制在误差范围内,改善拱圈的受力状态;通过对拱架弦杆应力的实测数据、拱架各控制点挠度观测数据以及拱架轴线变位的观测数据记录分析,拱架弦杆的强度和整体稳定性在各种试验工况下都得到了很好的检验。
试压卸载施工按照加载的反顺序进行,同时也要对拱架的挠度、杆件应力、轴线偏位、缆风绳索力等进行观测,以保證卸载的安全顺利施工。由于荷载试压已验证了拱架的受力性能,所以只要试压卸载按照加载的反过程施工,同样满足拱架的安全性要求。
拱架荷载试验工况严格模拟了拱圈浇筑顺序的全过程,检验了拱圈浇筑顺序的合理性,肯定了本桥主拱圈施工方案,同时也为采用相似施工方案的其它拱桥提供了参考。
表3-2.主拱圈混凝土浇筑过程钢拱架主要截面竖向位移
三、结论
根据对钢拱架进行荷载试验研究以及施工中对钢拱架内力和变形的控制,将拱圈在高度方向上分三环进行浇注施工是合理可行的,符合拱架的受力要求,按照此顺序进行施工,在底板浇注过程中,拱架控制弦杆的最大应力始终小于底板浇注完成时的最大应力;对拱架进行的模拟施工过程的荷载试验,验证了拱架安全可靠的性能,消除了拱架的非弹性变形。对拱架的施工控制是成功的,保证了施工安全。
四、展望
抚溪江大桥拱架施工过程中,由于钢丝绳临时扣索的松弛对拱架标高有一定的影响,可以采用底松驰的钢绞线来消除这方面的影响。
抚溪江大桥施工过程中,对钢丝绳临时扣索的索力进行测量时,由于钢丝绳在拱架及墩柱上的扣点做得不够理想,测量误差较大。在以后的施工中可以将扣索的扣点尽量做到比较理想的状态,降低测量误差,以便在施工过程中更准确的测量扣索索力,掌握整个体系的受力状态。
参考文献
[1]顾安邦主编.桥梁工程(下册).北京:人民交通出版社,2000.
[2]邵旭东主编.桥梁工程.北京:人民交通出版社,2004.
[3]贵州省交通勘察设计院.抚溪江大桥施工图设计,2003.
[4]范立础主编.桥梁工程(下册)第二版.北京:人民交通出版社,1979.
[5]龙驭球,包世华主编.结构力学Ⅱ.北京:高等教育出版社.
关键词:钢拱架;拼装;预压;监控
Abstract: stroke creek river bridge is a net across the 120 meters of monolithic reinforced concrete box arch bridge, using steel arch cantilever cast-in-situ construction. Steel arch cantilever cast-in-situ construction of arch bridge advantages: can be carried out in accordance with the different span design line layout and stress; Assembly and convenient unloading, short construction period; Through overall slip, or so of general, with less steel, material saving. Because the cantilever steel arch frame stiffness is relatively weak, bridge span is larger, caresses creek river bridge construction process is complicated, high technical difficulty, construction control plays an important role in the bridge construction process, to ensure the safety of the bridge, smooth, high quality finish play a key role. This article focused on steel arch cantilever construction control.
Keywords: steel arch; Assemble; Preloading; monitoring
中图分类号:TV551.4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、绪论
1.拱桥概况
拱桥是我国公路上使用较广泛的一种桥梁形式,拱桥在竖向荷载作用下,两端支撑处除产生竖向荷载作用外,还将产生水平推力,正是这个水平推力使拱圈产生轴向压力,并大大减小了拱圈的截面弯矩,使主拱截面材料强度得到充分发挥,跨越能力增大。
随着拱桥所用采用材料、结构形式、跨径大小及所处位置的不同,施工采用的方法也各不相同,根据具体情况选择一种合理的施工方法是完保证桥梁按质量要求安全顺利完成的先决条件;也是缩短工期,降低造价的关键。目前现浇钢筋混凝土拱桥的施工方法主要有支架施工、悬拼吊装施工、劲性骨架施工、转体施工和悬臂施工。
悬拼钢拱架施工便是有支架施工中的一种施工方法。近代,因其在施工工期、经济效益等诸多方面的显著特征及优势得到了广泛的应用。
2.抚溪江大桥简介
(1)工程概况
抚溪江大桥地处贵州高原东缘,桥区为高原型构造侵蚀一剥蚀型低中山沟谷地貌,桥区附近海拔324.5~364m之间,相对高差39m。抚溪江大桥上部结构采用5×20m(预应力砼空心板)+120m(钢筋砼箱形拱)+2×20m(预应力砼空心板)。下部结构主孔采用现浇钢筋混凝土拱座及现浇混凝土基础。桥梁全长285.53米,主孔:净跨120米箱型拱,矢跨比为1/5,拱轴线为悬链线,共轴系数为1.756。拱上腹孔采用15×8.35米的装配式预应力混凝土空心板。
(2)抚溪江大桥悬拼钢拱架施工
抚溪江大桥悬拼钢拱架主要由标准节段、调节节段、拱顶节段和拱脚节段组成;横向系用横联联结,拱架顶面和底面用平联联结;节段间下弦通过销轴连接,上弦用连接螺栓连接。
悬拼钢拱架主要施工步骤:
A.钢拱架验收:钢拱架经检验合格后方可运至现场安装。
B.钢拱架拱座施工。用来支承现浇施工荷载(含支架荷载)的临时拱座。
C.钢拱架节段安装装:安装拱架节段并设置临时安装扣索;设置横向缆风索。
D.拱架合拢后拆除临时扣索,锚固横向缆风索。
E.钢拱架预压荷载试验。
图1-1.钢拱架合拢照片
(3)主拱圈施工加载程序
拱圈砼浇筑按竖向分环、纵向分段的方式进行,并遵循纵向、横向对称、均衡的原则进行施工。拱圈竖向分为三环:第1环为现浇底板和下马蹄;第2环为现浇腹板和横隔板;第3 环为现浇顶板和上马蹄。当第1环混凝土达到95%设计强度后,方可进行第2环混凝土浇筑,第2环混凝土达到90%后方可进行第3环混凝土浇筑。为了使拱架能够充分全断面的受力。拱圈砼浇筑时纵向上分為长度相当的五大段,分别为拱脚段(两段)、拱顶段(一段)、中间段(两段)。在进行砼浇筑时拱脚段和拱顶段基本同步,其中拱脚段浇筑方向为从下往上,拱顶段浇筑方向为从拱圈两岸往正中方向对称进行,中间段浇筑方向是从3L/16分往3L/8位置浇筑。
二、悬拼钢拱架施工控制
虽然悬拼钢拱架现浇施工方法优点多,但是我们必须树立“安全第一,质量优先”的施工理念。由于悬拼钢拱架刚度较小,施工过程中杆件内力及挠度变化较大。为保证桥梁的安全施工,使桥梁具有良好的成桥线型,在整个施工过程中须对钢拱架的内力及挠度变化进行严格、科学的监测控制。
同时,在施工过程中,钢拱架随着拱架节段的拼装、临时扣索的张拉,钢拱架的内力和线型也不断变化;尤其在钢拱架合龙后,分环、分段对称浇筑主拱圈混凝土的过程中,钢拱架的内力及变形在各个节段都将不同。而且,不适当的浇筑顺序还会使钢拱架在混凝土浇筑过程中压应力过大而遭到破坏。为了确保拱架和主拱圈在悬拼及主拱圈混凝土浇筑过程中应力及结构整体稳定的安全性,同时也为了实现设计要求的成桥线型,必须在该桥的施工过程中对钢拱架进行监测控制,及时调整由于各种不定因素如温度、施工机械荷载等引起的内力和线形的偏差,避免误差的积累。由此,施工控制的重要性显而易见。
1. 施工控制的目的
随着交通事业的飞速发展,桥梁的跨度越来越大,施工难度也越来越大,而施工中实际情况与设计理论计算的差异对成桥后桥的内力和线形的影响也就越突出。为确保主拱圈在施工过程中结构内力和变形始终处于安全范围内,且成桥后主拱圈的拱轴线和桥面的线形符合设计要求,结构恒载受力状态接近理想状态,在拱桥施工过程中必须对钢拱架进行严格施工控制。大跨径桥梁的施工,所采用的施工方法、材料性能、安装程序、拼装节段的定位标高、安装索力、状态温度等都直接影响成桥主拱圈和桥面的线形与受力,而在施工过程中,这些因素与设计的假定总会存在差异,所以必须在施工中通过监测采集必要的数据,进行分析比较,加以调节控制,以满足施工过程的安全要求和成桥状态的设计要求。
总之,本桥对钢拱架进行施工控制的主要目的就是:使施工实际状态最大限度的与理想设计状态(线形与受力)相吻;确保安全施工。
2.施工控制的原则
抚溪江大桥钢拱架施工控制的原则是内力、变形、稳定性、综合考虑。采用精确的应变测量仪器,尽量精确测量出拱架控制应变情况,从而对拱架应力的变化进行较准确的评估。挠度的测量更容易能达到精度要求,但由于当地天气变化不确定,阴天多于晴天,拱圈浇筑施工又处于多雾的季节,在大雾天气和光线比较暗的时候进行测量时,读数误差就会比较大,从而影响测量精度。因此,在满足稳定性要求的前提下,对内力和变形进行双控,严格控制拱架控制杆件内力的变化情况和拱架轴线的偏移。
3.施工控制的主要内容
(1)对拱架拼装过程进行模拟计算;对拱架在各种工况下的稳定性迸行分析计算;给出拱架拱架控制标高、预拱度和扣索索力。
(2)对拱架拼装过程进行现场监控,对拱架标高、拱架变形、拱架应力、扣索索力等进行测量控制。
(3)制定拱架荷载试验方案。对拱架荷载试验过程进行现场监控,采集各项实验数据,及时进行分析计算。
(4)现场跟踪测量拱肋浇注过程拱架各控制断面的应力和拱肋挠度变形,确保结构安全和拱肋线型正确。
图2-1.应力测试测点纵断面布置图
图2-2.标高观测测点布置立面图
4.钢拱架拼装全过程临时扣索控制
钢拱架拼装过程中,重点对钢拱架临时扣索索力和拱架标高进行实时监控。观测每一个断面内的索力和标高情况,通过已测量出的原始数据,计算得出每根钢丝绳的拉力,如满足规范及施工和设计要求,同时对比标高,若标高满足设计要求,可以进行下一步施工;若未满足,则第一时间调整临时扣索索力,并通过临时扣索调整拱架标高,待标高满足设计要求,且索力控制在安全系数内并使同一断面每根临时扣索受力尽量均匀,方可进行下一节段的拼装。
钢拱架拼装合龙前在扣索索力允许范围内通过调整临时扣索将拱架标高调整到允许误差范围内,并记录数据。拆除扣索后观测钢拱架标高,与设计要求比较。
钢拱架拼装过程各阶段,还需对钢拱架缆风绳索力、拱架杆件应力等进行实时观测。
5.钢拱架荷载预压施工控制
抚溪江大桥悬拼钢拱架由于其刚度较弱、跨度相对较大的弱点,为保证拱架施工安全,体现以人为本的原则,同时检验拱架的性能和安全,对拱架进行荷载试验,以验证钢拱架结构的稳定性,消除其非弹性变形。
根据以往施工过程的监控数据及经验显示,在浇筑底板及下马蹄混凝土以后(混凝土强度达到设计强度的80%以上),再浇筑肋板和顶板,拱架的应力增长和标高的变化很小,可以认为没有变化。由此,在荷载预压施工中,拱架承受的最大荷载,是用拱圈底板及下马蹄重量及施工荷载来控制。钢拱架预压采用吨袋法预压,根据主拱圈浇筑顺序、合龙顺序以及拱架与主拱圈的受力特点,预压最大荷载采用底板混凝土及下马蹄重量和施工荷载最大配重之和的1.2倍。
2-3.钢拱架预压分段加载程序示意图(平面)
2-5.钢拱架预压分段加载程序示意图(立面)
图2-6.钢拱架预压荷载
整个试压过程每一步完成时作为一种控制工况,此时都需对拱架弦杆应力、拱架挠度、拱架轴线偏位、缆风绳索力等参数进行全面观测,记录、分析试验数据。拱架试压须按照两岸对称的拱圈浇筑顺序进行。在试压过程中,若监测到拱架杆件应力或挠度变化不正常,则立即停止加载,检查加载断面下的拱架杆件情况和两岸加载对称情况,加以调整;若观测到拱架轴线偏位过大,则立即停止加载,待检查过加载的横向对称情况与缆风绳索力并做调整后,方可继续加载;若加载期间由于加载顺序引起拱架应力或挠度不正常,则需考虑对加载顺序进行调整优化,则在主拱圈混凝土浇筑时,同样需要调整。
整个荷载试验过程中,必须随时对拱顶挠度和拱架轴线(此时只观测跨中和四分之一处的轴线偏位)进行观测,加载拱腰段及拱顶段时,加大观测密度。以及时检查出拱架存在的问题,并加以解决。从整个加载过程中拱架上、下弦杆的应力情况看出,拱架实测应力值小于理论计算值。产生这一现象的原因在于:拱架上面的钢管支架(钢管支架自重已计入施工荷载)参与了部分受力,使整个拱架的刚度加大。这也提高了拱架的受力性能和拱架的稳定性,提高了施工安全系数。
表3-1.钢拱架荷载预压过程主要截面竖向位移
荷载试验中,通过对各试验荷载工况下拱架各控制点挠度观测数据采集分析,为浇筑拱圈膜板的标高确定提供了实测的数值依据,使后期拱圈混凝土浇筑过程中能更好的将拱圈线形控制在误差范围内,改善拱圈的受力状态;通过对拱架弦杆应力的实测数据、拱架各控制点挠度观测数据以及拱架轴线变位的观测数据记录分析,拱架弦杆的强度和整体稳定性在各种试验工况下都得到了很好的检验。
试压卸载施工按照加载的反顺序进行,同时也要对拱架的挠度、杆件应力、轴线偏位、缆风绳索力等进行观测,以保證卸载的安全顺利施工。由于荷载试压已验证了拱架的受力性能,所以只要试压卸载按照加载的反过程施工,同样满足拱架的安全性要求。
拱架荷载试验工况严格模拟了拱圈浇筑顺序的全过程,检验了拱圈浇筑顺序的合理性,肯定了本桥主拱圈施工方案,同时也为采用相似施工方案的其它拱桥提供了参考。
表3-2.主拱圈混凝土浇筑过程钢拱架主要截面竖向位移
三、结论
根据对钢拱架进行荷载试验研究以及施工中对钢拱架内力和变形的控制,将拱圈在高度方向上分三环进行浇注施工是合理可行的,符合拱架的受力要求,按照此顺序进行施工,在底板浇注过程中,拱架控制弦杆的最大应力始终小于底板浇注完成时的最大应力;对拱架进行的模拟施工过程的荷载试验,验证了拱架安全可靠的性能,消除了拱架的非弹性变形。对拱架的施工控制是成功的,保证了施工安全。
四、展望
抚溪江大桥拱架施工过程中,由于钢丝绳临时扣索的松弛对拱架标高有一定的影响,可以采用底松驰的钢绞线来消除这方面的影响。
抚溪江大桥施工过程中,对钢丝绳临时扣索的索力进行测量时,由于钢丝绳在拱架及墩柱上的扣点做得不够理想,测量误差较大。在以后的施工中可以将扣索的扣点尽量做到比较理想的状态,降低测量误差,以便在施工过程中更准确的测量扣索索力,掌握整个体系的受力状态。
参考文献
[1]顾安邦主编.桥梁工程(下册).北京:人民交通出版社,2000.
[2]邵旭东主编.桥梁工程.北京:人民交通出版社,2004.
[3]贵州省交通勘察设计院.抚溪江大桥施工图设计,2003.
[4]范立础主编.桥梁工程(下册)第二版.北京:人民交通出版社,1979.
[5]龙驭球,包世华主编.结构力学Ⅱ.北京:高等教育出版社.