矮塔斜拉橋施工控制關(guān)鍵技術(shù)

1、 科技資訊SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION 工業(yè)技術(shù)1工程概況東倉(cāng)大橋位于太倉(cāng)市新老城區(qū)交接處,是一座城市景觀橋梁,2007年7月工程份開(kāi)工,2008年8月份全橋通車(chē)。本橋采用塔梁固結(jié)、塔墩分離的結(jié)構(gòu)體系,墩頂設(shè)支座,這樣可使斜拉橋的受力接近梁式體系,受力明確,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2施工控制方法和原則目前,斜拉橋的施工控制方法主要可以歸納為三類(lèi):開(kāi)環(huán)控制、反饋控制和自適應(yīng)控制。根據(jù)本監(jiān)控項(xiàng)目的實(shí)際情況選用自適應(yīng)控制形式,其基本原理在于:通過(guò)施工過(guò)程的反饋測(cè)量數(shù)據(jù)不斷更正用于施工控制的跟蹤分析程序的相關(guān)參數(shù),使計(jì)算分析程序適應(yīng)實(shí)際施工過(guò)程,當(dāng)計(jì)算分析程序能夠較準(zhǔn)確地反映實(shí)

2、際施工過(guò)程后,以計(jì)算分析程序指導(dǎo)以后的施工過(guò)程。當(dāng)斜拉橋在施工過(guò)程中,出現(xiàn)施工狀態(tài)偏離理想的設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí),如不加以調(diào)整,就會(huì)造成結(jié)構(gòu)的線(xiàn)形和內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離設(shè)計(jì)成橋狀態(tài),甚至危及安全。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋,其施工中的精度保證相對(duì)較低,且設(shè)計(jì)計(jì)算中所采用的各項(xiàng)參數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)材料的參數(shù)存在一定的差距,所以預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的施工控制難度較大。施工中每個(gè)工況的受力狀態(tài)與位移達(dá)不到設(shè)計(jì)所確定的理想目標(biāo)的主要原因在于:由于設(shè)計(jì)的主梁立模標(biāo)高、鞍座定位、構(gòu)件截面尺寸、預(yù)應(yīng)力筋張拉力、材料彈性模量、容重、收縮系數(shù)和徐變系數(shù)與施工中實(shí)際情況有一定的差距,環(huán)境溫度、臨時(shí)荷載等也常常變化。其中,立模標(biāo)高、構(gòu)件超重和斜拉索

3、預(yù)應(yīng)力施加誤差影響最大,而溫度影響亦不容忽視。施工控制最重要的目的是確保施工中結(jié)構(gòu)的安全,具體表現(xiàn)為:結(jié)構(gòu)的內(nèi)力,變形控制在允許范圍內(nèi),并保證有足夠的穩(wěn)定性。本橋施工控制的原則是穩(wěn)定性、變形、內(nèi)力控制綜合考慮。根據(jù)本矮塔斜拉橋的特點(diǎn),制定出其施工控制方案是通過(guò)施工-監(jiān)測(cè)-結(jié)構(gòu)分析-狀態(tài)預(yù)報(bào)-調(diào)整-施工的循環(huán)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的,即所謂自適應(yīng)控制系統(tǒng)。3關(guān)鍵施工控制及監(jiān)測(cè)該橋施工監(jiān)控及竣工驗(yàn)收工作難點(diǎn):密索結(jié)構(gòu),16對(duì)斜拉索,32條索力監(jiān)控;因斜拉索較多,應(yīng)力控制截面多;該橋?yàn)樽兘孛嫦湫蜆蛄?應(yīng)對(duì)變截面處應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè);箱型橋梁有外伸大懸臂須進(jìn)行監(jiān)控;三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),需三向監(jiān)控;為保證運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)效果,竣工驗(yàn)

4、收測(cè)試頻率和振型較多;根據(jù)以上因素及設(shè)計(jì)人員意見(jiàn),梁、墩柱共需要90余個(gè)應(yīng)力控制監(jiān)測(cè)截面和30余個(gè)溫度控制截面。本橋的關(guān)鍵之處在于斜拉索的張拉,由于本橋箱室內(nèi)操作空間相對(duì)較小,斜拉索的張拉采用方案為:單根鋼絞線(xiàn)一次張拉到位法,采用等張力法對(duì)每根鋼絞線(xiàn)單獨(dú)直接張拉到位。監(jiān)控單位將根據(jù)每根斜拉索張拉時(shí)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)提供初始張拉鋼絞線(xiàn)的單根張拉力。本方案的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)箱內(nèi)的張拉操作空間要求不高,當(dāng)大噸位千斤頂無(wú)法操作時(shí)只能采用本方案,其缺點(diǎn)是斜拉索的最后索力是依靠每根鋼絞線(xiàn)的單獨(dú)張拉來(lái)保證的,索力誤差相對(duì)較大,張拉完畢后當(dāng)索力誤差不滿(mǎn)足監(jiān)控要求時(shí)只能用單根循環(huán)張拉的方法進(jìn)行索力調(diào)整,索力調(diào)整的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

5、此外,為了防止橋塔自重和施工荷載等產(chǎn)生的水平分力在塔柱根部形成較大的彎矩,防止橋后塔根部?jī)?nèi)外側(cè)壓應(yīng)力嚴(yán)重不均使成橋后塔柱內(nèi)側(cè)壓應(yīng)力嚴(yán)重超出設(shè)計(jì)值,從而影響橋塔使用壽命,應(yīng)進(jìn)行橋塔施工控制。根據(jù)該橋塔柱的受力情況,其控制截面應(yīng)選在柱地面和柱頂面附近。本橋施工監(jiān)測(cè)階段為:主梁預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中混凝土應(yīng)力的監(jiān)測(cè);斜拉索張拉過(guò)程中混凝土應(yīng)力和位移的監(jiān)測(cè);施工支架拆除過(guò)程中混凝土應(yīng)力、位移、反力的監(jiān)測(cè);成橋前后調(diào)整索力階段混凝土應(yīng)力、索力、橋面線(xiàn)形、塔頂位移的監(jiān)測(cè)。4施工控制因素分析施工控制中有誤差,其影響因素主要有:實(shí)際結(jié)構(gòu)材料特性、截面特性和計(jì)算荷載與設(shè)計(jì)計(jì)算取值的差異引起的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)誤差。在這些影

6、響因素中,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)誤差是最主要的因素。因此在橋梁施工過(guò)程中必須對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別和修正。在斜拉橋的施工過(guò)程中,影響結(jié)構(gòu)受力的參數(shù)很多,其中影響較大的有以下幾方面。(1荷載參數(shù),包括:梁段自重,為各施工梁段的重量。施工荷載,為各施工狀態(tài)施工臨時(shí)荷載的施加、移動(dòng)或去掉情況。在現(xiàn)澆混凝土的施工中,由于模板的移動(dòng)、滑動(dòng)、脹模所引起的梁段自重變化經(jīng)常發(fā)生,隨機(jī)性很強(qiáng)。尤其當(dāng)懸臂較長(zhǎng)時(shí),影響很大。(2溫度,為各施工狀態(tài)下結(jié)構(gòu)中溫度場(chǎng)的分布情況。溫度的變化對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形有較大的影響。在實(shí)際中,一般是在施工中通過(guò)定時(shí)觀測(cè)來(lái)盡量減少溫度的影響。(3混凝土收縮徐變,為計(jì)算模式中的基本參數(shù),這與計(jì)算

7、模式的選取有關(guān)。通常情況下,施工中混凝土的加載齡期比較小,各階段齡期相差較大,使得材料收縮徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形有較大的影響。(4結(jié)構(gòu)剛度,包括梁、塔、索三大部分,涉及到各個(gè)單元的E軸向剛度和彎曲剛度。主要考慮混凝士的彈性模量的變化引起的剛度波動(dòng)。由于不同的橋梁,各參數(shù)的影響各不相同,因此,應(yīng)根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)體系,在實(shí)際施工控制中加以具體分析。5施工質(zhì)量技術(shù)保證措施本橋的關(guān)鍵之處在于斜拉索的張拉,現(xiàn)就本矮塔斜拉橋斜拉索的張拉施工時(shí),應(yīng)保證的質(zhì)量技術(shù)措施如下:(1梁下錨固端錨具安裝前應(yīng)檢查錨孔,使之保持清潔無(wú)污物。由于錨具是由多個(gè)零部件組成,出廠前已做調(diào)整,運(yùn)到工地后不得隨意擰動(dòng)密封裝置及定位螺栓

8、。錨具安裝就位時(shí)要求;(2安裝前錨具的錨孔均應(yīng)事先編上對(duì)應(yīng)孔號(hào),注意注漿孔在下,排氣孔在上;(3中、邊跨錨具組裝件的錨板中心線(xiàn)必須嚴(yán)格保持在同一垂直平面內(nèi);(4錨板的中心線(xiàn)與承壓板(錨墊板的中心線(xiàn)應(yīng)力求保持一致,兩者偏差不得超過(guò)5mm;(5中、邊跨錨板的相應(yīng)錨孔也必須相互對(duì)齊,以確保各絞線(xiàn)的平行性;(6為使每根索中各鋼絞線(xiàn)索力均勻,采用等值張拉法進(jìn)行張拉,即每根絞線(xiàn)的拉力以控制壓力表讀數(shù)為準(zhǔn),傳感器讀數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。掛索前,將監(jiān)測(cè)傳感器安裝在底排的一根鋼絞線(xiàn)上,安裝順序?yàn)?支座墊板-傳感器-單孔工作錨。隨后張拉時(shí)每根絞線(xiàn)的拉力是按當(dāng)時(shí)傳感器的顯示值進(jìn)行控制的;(7每根斜拉索各鋼絞線(xiàn)均逐根掛索并隨即

9、用25t千斤頂進(jìn)行張拉。加載至10%張拉力時(shí)測(cè)初始伸長(zhǎng)值;用壓力表讀數(shù)控制最后一級(jí)張拉力,使之跟傳感器顯示值相對(duì)應(yīng)時(shí),測(cè)終止伸長(zhǎng)值。6結(jié)語(yǔ)通過(guò)對(duì)施工過(guò)程關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)和總結(jié),形成了矮塔斜拉橋主梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)、以及斜拉索施工技術(shù)等施工關(guān)鍵技術(shù)研究。同時(shí)也對(duì)施工關(guān)鍵技術(shù)其保證措施進(jìn)行了探討。參考文獻(xiàn)1劉示林,梁智濤,侯金龍,等.人民交通出版社,2002,4.2王文濤.斜拉橋換索工程M.人民交通出版社,1999,4.3邵旭東,程翔云.橋梁設(shè)計(jì)百問(wèn)M.人民交通出版社,2003,4.4周先念,楊共樹(shù).預(yù)應(yīng)力混凝土斜張橋J.1989,4.矮塔斜拉橋施工控制關(guān)鍵技術(shù)李俊1潘峰2(1.江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司江蘇鎮(zhèn)江212001;2.蘇州市相城經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)審計(jì)局江蘇蘇州215131摘要:隨著橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的不斷發(fā)展,斜拉橋作為一種優(yōu)秀的橋型得