道路橋梁連續(xù)剛構(gòu)懸臂作業(yè)控制

時間:2022-04-23 08:16:00

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道路橋梁連續(xù)剛構(gòu)懸臂作業(yè)控制

1、工程概述

衡州大道耒水河大橋采用雙向六車道橋面總寬29.5m,分左右兩幅。主梁采用變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,直腹板單箱單室截面.主跨115m,邊跨65m。4、5號墩處梁高660em,高跨比1/17.4;跨中和3、6號墩處梁高320cm,高跨比1/35.9;梁底曲線按二次拋物線變化。箱梁頂寬1464cm,箱底寬750cm。箱梁外側(cè)懸臂長357cm.端部厚18em,根部厚65cm。箱梁頂板厚25era,底板厚度由30em變厚至90cm。腹板由中支點至跨中分三段變化,厚度變化為90—70—50era。3、6號墩墩頂端橫梁厚150cm:4、5號墩墩頂設(shè)有中橫梁.厚280em。靠6號墩側(cè)邊跨支點附近底板上及4、5號墩橫梁處設(shè)置進人孔。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁采用C50混凝土,箱梁節(jié)段施工分0號現(xiàn)澆段、la(b)一14a(b)號懸澆段、邊跨現(xiàn)澆段及合攏段。其中0號節(jié)段長12.0m,1~)-3號節(jié)段長均為3.0m,4~b)-8a(b)號節(jié)段長均為35m,9a一14a(b)號節(jié)段長均為4.0m.邊、中合攏段長2.0m,邊跨現(xiàn)澆段長為6.4m。0號節(jié)段重量為9582.4KN.最重的懸臂澆注節(jié)段為4號節(jié)段,其重量為1613.9KN。主梁采用縱,橫、豎三向預(yù)應(yīng)力束體系。鋼束張拉順序按照橫梁預(yù)應(yīng)力一縱向一橫向的順序進行張拉。

2、施工控制目標與方法

施工控制的目的是要對成橋目標進行有效控制,修正在施工過程中各種影響成橋目標的參數(shù)誤差對成橋目標的影響.確保成橋后結(jié)構(gòu)受力和線形滿足設(shè)計要求。本橋施工監(jiān)控要達到的三個控制目標。

(1)標高控制:目標是使成橋線形符合設(shè)計要求。為了實現(xiàn)該目標需要將目標進行分解,確立每一個節(jié)段的前端控制標高.標高控制以梁底面光滑平順為原則來合理分配標高誤差。

(2)應(yīng)力控制:目標是使成橋后的各個設(shè)計控制截面的應(yīng)力狀態(tài)滿足設(shè)計要求。在施工過程中對每個施工環(huán)節(jié)的各種作用進行監(jiān)測.控制施工過程中的截面最大應(yīng)力滿足規(guī)范與設(shè)計要求。保證施工過程中結(jié)構(gòu)的安全。

(3)穩(wěn)定控制:目標是將實測應(yīng)力限制在具有一定穩(wěn)定安全系數(shù)的臨界應(yīng)力以內(nèi)。對于箱梁線形的控制.調(diào)整立模標高是最直接的手段。將參數(shù)誤差引起的箱梁標高的變化通過立模標高的調(diào)整予以修正。箱梁彎矩控制截面可選為各施工梁段的典型截面,箱梁標高控制點可選為每施工梁段前端點。

3、施工控制

3.1理論控制數(shù)據(jù)計算

首先根據(jù)設(shè)計提供的有關(guān)資料對橋梁施工過程進行計算,計算時按照施工方案確定的施工加載順序進行結(jié)構(gòu)分析,嚴格計人結(jié)構(gòu)幾何非線性、材料非線性、混凝土收縮和徐變影響,最后將所得到的成橋恒載受力和位移狀態(tài)(包括箱梁撓度,控制截面內(nèi)力與應(yīng)力)與設(shè)計進行核對,確認相互一致后,提供以下理論控制數(shù)據(jù):

(1)各施工梁段的箱梁立模標高在箱梁的懸臂澆筑過程中,梁段立模標高的合理確定.是關(guān)系到箱梁的線形是否平順、是否符合設(shè)計的一個重要問題。因此.立模標高的確定考慮的因素應(yīng)盡可能與實際情況相符。

(2)各施工梁段的狀態(tài)變量值掛籃前移后、砼澆筑完成后以及預(yù)應(yīng)力張拉后的懸臂前端箱梁測點位移值;箱梁施工過程控制截面的測點應(yīng)力和應(yīng)變值。

3.2施工監(jiān)測內(nèi)容

施工監(jiān)測主要包括:結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)監(jiān)測、幾何狀態(tài)監(jiān)測、溫度監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測等。

3.2.1結(jié)構(gòu)部分設(shè)計參數(shù)測定

混凝土彈性模量的測定:采用現(xiàn)場取樣通過萬能實驗機試壓的方法,分別測定混凝土在3d、7d、28d、60d齡期的值,以得到完整的E—t曲線,為箱梁預(yù)拱度的修正提供數(shù)據(jù)。混凝土容重的測定:采用現(xiàn)場取樣,在實驗室用常規(guī)方法進行測定。

3.2.2幾何形態(tài)監(jiān)測

(1)測試方法。用精密水準儀測量箱梁各節(jié)段的標高;用全站儀對梁體進行平面位置觀測。

(2)0號塊件高程測點布置。0號塊件高程觀測點是為了控制頂板的設(shè)計標高,同時也作為以后各懸澆節(jié)段高程觀察的基準點.布置在箱梁中心位置。每個0號塊件的頂板各布置1個高程觀測點。

(3)各懸澆節(jié)段的高程觀測點布置。為測試每個懸澆梁段撓度及扭轉(zhuǎn)變形情況,在各懸澆段梁頂、底板前端1Ocm處布置5個觀測點,觀測點為露頂板(約5era)的鋼筋。

(4)測試時問、流稃。在每個標準梁段施丁過程中,箱梁標高測量流程如下:鋼筋扎好后混凝j澆筑前在觀測點位置埋設(shè)鋼筋,并觀測點鋼筋頭的標高一混凝土澆筑后測量觀測點的標高—預(yù)應(yīng)力張拉后測量觀測點的標高一掛籃前移后觀測點的標高在施工完第7號塊和合攏前對全部梁段進行聯(lián)測,確保合攏的精度:在合攏后、二期恒載前和二期恒載后對全橋箱梁標高各作一次統(tǒng)測。合攏后需將撓度觀測點全部移至防撞欄上。

(5)控制精度和原則。幾何形態(tài)控制總目標就是達到設(shè)計的幾何狀態(tài)要求,主要是箱梁段撓度變形控制。為了保證控制目標的實現(xiàn),每道T序的變形控制誤差允許范圍必須事先確定下來。按有關(guān)規(guī)范并結(jié)合大橋主橋的規(guī)模、跨徑、技術(shù)難度,變形控制精度和原則如下:①立模必須在一天{]相對穩(wěn)定均勻溫度場(…般為F1前)完成;②立模標高允許誤差:O~+5毫米;⑨合攏的相對高差:±1O毫米;④懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁質(zhì)量控制:按《公路橋涵施_[技術(shù)規(guī)范》(J¨041-2000)對軸線、斷面尺寸等項目進行嚴格控制。

3.2.3溫度監(jiān)測

在箱梁施工期間選擇有代表性的晴天進行溫度一撓度觀測試驗,以得到撓度與溫度f時間1之間的變化規(guī)律,修正結(jié)構(gòu)狀態(tài)的溫度效應(yīng),確保合攏精度,使成橋狀態(tài)最大限度地接近設(shè)計理想狀態(tài)。

3.2.4應(yīng)力監(jiān)測

(1)測試方法。采用埋人式振弦應(yīng)變計進行測試,埋人式振弦應(yīng)變計按預(yù)定的測試位置和測試方向固定在主筋上。

(2)測點布置。①主墩應(yīng)力監(jiān)測:以每個主墩的離底部3.5m處截面為施工監(jiān)測截面,每個分離墩截面上各設(shè)置4個應(yīng)力測點,監(jiān)測墩的整體穩(wěn)定性。②箱梁應(yīng)力監(jiān)測:2號截面,中跨L/4截面作為控制截面,監(jiān)測箱梁應(yīng)力。

(3)檢測方法。將要埋設(shè)的應(yīng)變計按預(yù)定的方法固定在主筋上,將測點導(dǎo)線從箱梁底板或墩身模板引出。所有監(jiān)測截面的應(yīng)變計均選用振弦應(yīng)變計,以滿足應(yīng)力長期觀測的需要。全橋共埋沒的應(yīng)力i十測點72個。

3.3控制分析

在各施工過程中.根據(jù)狀態(tài)變量(控制點位移、控制截面應(yīng)力)的實測值與相應(yīng)理論值的差別對影響參數(shù)進行誤差識別;根據(jù)已施1=梁段的影響參數(shù)識別結(jié)果.對未施工梁段的相應(yīng)參數(shù)進行誤差預(yù)測;計算影響參數(shù)的誤差對成橋標高的影響.求出立模標高的調(diào)整值。影響參數(shù)主要包括結(jié)構(gòu)剛度、梁段自重、施工荷載、溫度、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力的有效值等。

3.3.1溫度監(jiān)測分析

為了更好的了解溫度—撓度的變化規(guī)律性、連續(xù)性,對某大橋主橋47#墩左幅懸臂段進行的24小時連續(xù)溫度——撓度觀測試驗,從下午18:(】(】開始實驗.第2天下午16:O0結(jié)束實驗,觀測時間間隔為2小時萁觀測數(shù)據(jù)如下圖。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)分析可溫度___撓度之間變化規(guī)律如下:

(1)從溫度數(shù)據(jù)可知,箱內(nèi)溫度(30~33℃)和混凝土內(nèi)溫度(3O-3~34.4℃)較穩(wěn)定,變化幅度小,箱外溫度(28~45℃)變化幅度大,可知溫差的主要是由箱外溫度變化引起。

(2)箱梁的溫差對撓度產(chǎn)生影響,氣溫上升時I頂面及箱外溫度較高,在懸臂狀態(tài)下梁體產(chǎn)生下?lián)希粴鉁叵陆禃r,在懸臂狀態(tài)下梁體產(chǎn)生上撓。本橋撓度的最大值為一lOmm,發(fā)生在下午1600左右,撓度最小值發(fā)生在早晨6t30-8.00左右。

(3)溫度對梁體懸臂的撓度的影響,具有滯后的現(xiàn)象.就是說不會隨著溫度的變化而馬上發(fā)生改變,撓度的變化需要一個時間過程。本橋撓度最大時間點并不是在溫度最高的rf1午14:OO,而是出現(xiàn)在下午l6:0O。撓度最小的時問不是}n現(xiàn)存箱外溫度最低的了凌晨4:00左存,而是在早卜6:00~8:00左右。根據(jù)上述規(guī)律可知隨著在懸臂施T達到一定長度時溫差的影響比較明顯,在幾何線形控制分析中應(yīng)充分考慮,修正結(jié)構(gòu)狀態(tài)的溫度效應(yīng)。

3.3.2應(yīng)力控制分析

按照應(yīng)力監(jiān)控流程.及時觀測了各施丁丁況下的各控制截面的應(yīng)變應(yīng)力值,并對實測值和理論值進行分析,從施1二中所采集到的應(yīng)力數(shù)據(jù)分析來看.各控制截面的應(yīng)力應(yīng)變都在控制的允許范罔內(nèi)?,F(xiàn)以17#墩控制截面為例,各控制截面在各工況下應(yīng)力實測值與理論值對比網(wǎng)。

3.4監(jiān)控效果

3.4.1箱梁施工過程

箱粱線形方面,線形標高誤差≤±10mm,以成梁段整體線形平順流暢。中跨合攏時精度左幅控制在5rnm,右幅控制在,確保了高精度合攏。箱梁各梁段成梁狀態(tài)下,墩身應(yīng)力和各箱梁關(guān)鍵截面上下緣實測應(yīng)變與理論值吻合良好,最大偏差為3%,箱梁結(jié)構(gòu)受力狀況良好,符合沒計要求,箱梁結(jié)構(gòu)安全可靠。

3.4.2合攏成橋狀態(tài)

主橋箱梁標高實測值與理論值吻合良好,箱梁線形順暢。主橋箱梁關(guān)鍵截面上下緣實測應(yīng)變值與理論計算值吻合良好,表明箱梁應(yīng)力處于安全狀態(tài),箱梁結(jié)構(gòu)受力符合設(shè)計要求,受力狀況良好+箱梁結(jié)構(gòu)安全可靠。

3.5體會

在施控制分析中,計算結(jié)構(gòu)的簡化和各種計算參數(shù)的取用,必須準確反映該橋的實際情況。施1二過程中的誤差控制與識別。施過程中各種參數(shù)誤差的控制與識別是控制成敗的關(guān)鍵。施工過程中影響較大的參數(shù)有:掛籃工作狀態(tài)、各種標號混凝土的重量、梁段重量、臨時倚載、各構(gòu)件的幾何尺寸等等,一方面要嚴格控制其誤差大小,另一方面要對不可避免的誤差,特別是系統(tǒng)誤差要進行有效識別,反饋到計算模型中去,修正理論軌跡。施工控制中溫度影響的考慮。溫度是一種隨機的變化因素,對施工過程中結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力影響較大,因此,如何處理好溫度問題是搞好施工控制的關(guān)鍵在控制過程中采取了回避與修正溫度影響相結(jié)合的辦法,即關(guān)鍵工況(如立模)盡量同避溫度影響,其他丁況施T,在無法回避溫度影響時,則以修正其影響為主,但溫度的影響是無法絕對回避的。所以,在施工控制過程中,始終密切關(guān)注了溫度的修正問題。