橋梁施工控制對策分類分析_工程管理

1、橋梁施工控制對策分類分析隨著大跨度橋梁建筑數(shù)量的不斷增加，橋梁架設(shè)過程中的線形及應(yīng)力狀態(tài)掌握工作越來越顯重要，在大跨度橋梁架設(shè)過程中，一般均需對線形及應(yīng)力狀態(tài)進行特地的分析討論。但是，施工過程的掌握工作仍舊是大跨度橋梁建設(shè)中的一個薄弱環(huán)節(jié)，目前在已完成的橋梁中，不少就消失的線形不好、內(nèi)力狀態(tài)不合理的問題。大跨度橋梁施工是一系列簡單的體系轉(zhuǎn)換過程，不同橋型有不同的特點，針對它們的特點采納不同的對策是掌握勝利的關(guān)鍵，本文依據(jù)自己的工程實踐，對斜拉橋、大跨度連續(xù)梁、組合拱橋的掌握對策進行了比較分析。一、橋梁施工掌握的目標(biāo)橋梁施工掌握的目標(biāo)可以分為兩個部分：成橋狀態(tài)總目標(biāo)和施工過程中的分目標(biāo)，各個目標(biāo)

2、必需包括應(yīng)力狀態(tài)和線外形態(tài)。成橋時合理應(yīng)力狀態(tài)確定的方法在斜拉橋和拱橋設(shè)計中已經(jīng)有了大量的討論；由于橋梁跨度的增大，混凝土收縮、徐變對橋梁線形的影響不行忽視，線形掌握目標(biāo)必需是橋梁長期線形達到設(shè)計豎曲線，在橋梁竣工時應(yīng)保證足夠的徐變預(yù)拱度。從成橋合理狀態(tài)確定施工階段掌握目標(biāo)的理論方法主要有：倒拆法、無應(yīng)力法等。隨著橋梁跨徑的增大，主梁相對剛度漸漸減小，再加上前支點長掛籃的使用，節(jié)段重量較大，假如完全追求按成橋狀態(tài)來反推施工的掌握目標(biāo)，可能導(dǎo)致施工階段梁體應(yīng)力過大，施工中應(yīng)力掌握在允許范圍內(nèi)的要求與成橋狀態(tài)的抱負(fù)內(nèi)力狀態(tài)發(fā)生沖突，這時就必需將施工階段的掌握目標(biāo)與成橋狀態(tài)目標(biāo)分開考慮，在全橋合龍后

3、進行一次調(diào)索，實現(xiàn)兩個目標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換。理論上這些方法可以用于確定施工階段的內(nèi)力及標(biāo)高狀態(tài)，由于徐變、幾何非線性、構(gòu)造問題（實際結(jié)構(gòu)不行能安裝帶有初應(yīng)力的構(gòu)件）等因素，它們只能用于初步確定施工階段的內(nèi)力狀態(tài)，不能用于確定施工階段的標(biāo)高。施工標(biāo)高掌握過程是一個簡單的預(yù)拱度掌握過程，施工階段的標(biāo)高狀態(tài)必需依據(jù)施工模擬計算所得的撓度反向確定。二、施工掌握方法分類橋梁施工掌握方法經(jīng)受了從簡潔到簡單的過程，從掌握思路上可以分為三種形式：開環(huán)掌握，反饋掌握和自適應(yīng)掌握。1、開環(huán)掌握對于較簡潔橋型施工，一般按設(shè)計中估量的預(yù)拱度施工，施工完成后的結(jié)構(gòu)就基本上能達到設(shè)計所要求的線型和內(nèi)力。這就是一個開環(huán)的施工掌握

4、過程，由于施工過程中掌握是單向的，并不需要依據(jù)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)來轉(zhuǎn)變施工中的預(yù)拱度。在各部件的制造和安裝精度很高，或者結(jié)構(gòu)安裝誤差影響不大時，這種方法是可行的、便利的，大部分中小橋采納的都是這種方法。2、反饋掌握實際上施工狀態(tài)和計算狀態(tài)之間存在誤差，隨著橋梁跨度的增大，積累誤差將不行忽視，以致到施工結(jié)束時結(jié)構(gòu)的線型和內(nèi)力遠遠地偏離了抱負(fù)的成橋狀態(tài)。在消失誤差之后就必需即時地訂正，而訂正的措施和掌握量的大小是由誤差經(jīng)反饋計算所打算的，這就形成了一個閉環(huán)反饋掌握過程。3、自適應(yīng)掌握反饋掌握方法將留意力集中在實際結(jié)構(gòu)上。但是，每個工況達不到設(shè)計時所確定的施工階段目標(biāo)的重要緣由是有限元計算模型中計算參數(shù)的取

5、值，與實際狀況有肯定的差距。即使在某一工況，以前的累計誤差已經(jīng)被調(diào)整掉，由于計算模型中參數(shù)差距的存在，以后的施工中仍舊會消失新的誤差，因此又需要新一輪的狀態(tài)調(diào)整，這樣將大大增加施工的工序。要掌握誤差的產(chǎn)生，必需分析誤差產(chǎn)生的緣由結(jié)構(gòu)計算參數(shù)取值與實際結(jié)構(gòu)的差距，正確估量參數(shù)的實際值。參數(shù)估量是依據(jù)施工中實測到的結(jié)構(gòu)反應(yīng)修與計算預(yù)報值的比較來實現(xiàn)的。經(jīng)過幾個階段的施工，與實際結(jié)構(gòu)磨合一段時間的，計算模型就適應(yīng)了實際結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)規(guī)律。在閉環(huán)反饋掌握的基礎(chǔ)上，再加上一個系統(tǒng)辯識過程，整個掌握系統(tǒng)就成為自適應(yīng)掌握系統(tǒng)。當(dāng)結(jié)構(gòu)測量到的受力狀態(tài)與模型計算結(jié)果不相符時，把誤差輸入到參數(shù)辨識算法中去調(diào)整計算

6、模型的參數(shù)，使模型的輸出結(jié)果與實際測量到的結(jié)果相全都。得到修正的計算模型參數(shù)后，重新計算各施工階段的抱負(fù)狀態(tài)，按上節(jié)所述的反饋掌握方法對結(jié)構(gòu)進行掌握。這樣，經(jīng)過幾個工況的反復(fù)辨識后，計算模型就基本上與實際結(jié)構(gòu)相全都了，在此基礎(chǔ)上可以對施工狀態(tài)進行更好的掌握。上述自適應(yīng)掌握思路特殊適用于采納懸臂拼裝或懸臂澆筑的方法施工橋梁。主梁在塔根部的相對線剛度較大，變形較小，因此，在掌握初期，參數(shù)不精確帶來的誤差對全橋線形的影響較小，經(jīng)過幾個節(jié)段的施工后，計算參數(shù)已得到修正，為跨中變形較大的節(jié)段的掌握制造了良好的條件。三、不同橋型掌握對策比較雖然橋梁施工掌握的方法大致可分為上述三種類型，但是，詳細橋型的掌握

7、有不同的特點，應(yīng)實行不同的對策。 1、懸臂澆筑混凝土斜拉橋懸臂澆筑混凝土斜拉橋是我國最常見的斜拉橋形式。成橋后的抱負(fù)受力狀態(tài)通常由剛性支承連續(xù)梁法、優(yōu)化方法和內(nèi)力平衡法確定。施工中的掌握目標(biāo)常用倒拆法、考慮非線性因素的倒拆法、倒拆正裝交替迭代法以及無應(yīng)力狀態(tài)法等得到。懸澆混凝土斜拉橋施工的主要特點是：結(jié)構(gòu)參數(shù)的精確性較差，而且要等到節(jié)段施工完成后才能確定；主梁的剛度較大，節(jié)段的局部變形很??；素力調(diào)整對局部線形的調(diào)整作用很小，調(diào)整范圍受到混凝土應(yīng)力的限制；掛籃剛度對局部變形有較大影響；未施工節(jié)段的立模標(biāo)高可以任意確定，與已澆筑梁段無關(guān)。上述自適應(yīng)掌握方法是懸澆混凝土斜拉橋掌握的抱負(fù)方法。依據(jù)上述

8、特點應(yīng)實行下列對策：（1）對于已建成梁段的線形誤差在肯定程度上可以通過斜拉索索力的調(diào)整來訂正，但是，由于主梁剛度較大，不行能通過索力調(diào)整訂正全部誤差。殘斜的誤差可以通過下一節(jié)段的立模標(biāo)高來調(diào)整。（2）準(zhǔn)時識別誤差產(chǎn)生的緣由，估量計算程序參數(shù)的實際值，主要是混凝土的彈性模量，材料的比重、徐變系數(shù)等，重新計算施工階段索力及相應(yīng)的標(biāo)高目標(biāo)值，避開消失新的誤差。（3）由于立模標(biāo)高可以隨時滿整，索力值應(yīng)當(dāng)作為掌握的依據(jù)，某節(jié)段標(biāo)高只要掌握在允許范圍之內(nèi)即可認(rèn)為滿意要求。假如索力到達設(shè)計值時標(biāo)高同時達到估計值，說明計算模型與實際結(jié)構(gòu)是吻合的，否則，說明兩者之間存在差異，必需對參數(shù)進行重新估量。（4）掛籃剛

9、度只影響正在澆筑的梁段標(biāo)高，但由此引起的誤差將永久存在于主梁線形中，因此必需充分估量精確。2、懸臂拼裝混凝土斜拉橋懸臂拼裝混凝土斜拉橋與懸臂澆筑混凝土斜拉橋掌握目標(biāo)的確定基本相同，現(xiàn)場掌握階段的不同之處是：主梁每個節(jié)段的定位標(biāo)高受到預(yù)制線形的限制，只能通過接縫間的契塊調(diào)整，余地很??；全部節(jié)段的重量在拼裝前可以預(yù)先獲得；沒有掛籃變形的影響。上述自適應(yīng)掌握方法仍舊是比較抱負(fù)的方法，其掌握的對策為：（1）由于定位標(biāo)高可調(diào)余地較小，拼裝階段的線形應(yīng)當(dāng)作為掌握的主要依據(jù)，假如標(biāo)高到達設(shè)計值時索力同時達到估計值，說明計算模型與實際結(jié)構(gòu)是吻合的，否則，說明兩者之間存在差異，必需對參數(shù)進行重新估量。（2）參數(shù)

10、估量的對象對主要是主梁的剛度及徐變系數(shù)，在估量后重新確定每階段的張拉索力。（3）由于沒有掛籃剛度及節(jié)段重量誤差，每節(jié)段吊裝完成時，標(biāo)高誤差較小，可以通過索力調(diào)整來訂正。3、結(jié)合梁或鋼斜拉橋結(jié)合梁斜拉橋施工階段的特點是：主梁的線形在鋼梁預(yù)拼裝階段已經(jīng)完全確定，現(xiàn)場拼裝季節(jié)段之間相對位置幾乎沒有調(diào)整的余地；全部節(jié)段的重量在拼裝前可以預(yù)先獲得；拼裝階段鋼梁剛度很小，索力及荷載對標(biāo)高的影響特別明顯；鋼梁的抗拉、抗壓力量均較強。其掌握的對策為：（1）在確定施工掌握目標(biāo)時，應(yīng)充分利用鋼梁的抗彎力量使混凝土橋面極擔(dān)當(dāng)較大壓應(yīng)力。（2）由于梁段間相對位置不能調(diào)整，某一梁段的誤差除影響本節(jié)段外，誤差的趨勢還將影

11、響以后的梁段，因此，拼裝階段的線形是掌握的主要目標(biāo)，必需在下一節(jié)段拼裝前通過斜拉索索力的調(diào)整來訂正已建成梁段的線形誤差，而將索力掌握在肯定誤差范圍內(nèi)。（3）參數(shù)估量的對象對主要是主梁的剛度，特殊是已安裝好橋面板但尚未形成結(jié)合梁的梁段，此時的剛度實際上是處于裸鋼梁與結(jié)合梁之間，需要通過參數(shù)估量算法來估量。（4）在參數(shù)估量后應(yīng)重新確定每階段的張拉索力，假如不進行修正，則在以后每個階段施工完 成時索力與標(biāo)高均不能同時達到掌握目標(biāo)，從而每次均需要標(biāo)高調(diào)整，這將大大增加施工調(diào)索工作量。（5）由于線形主要靠索力調(diào)整來保證，但是索力調(diào)整必需在梁體強度允許的范圍之內(nèi)，因此，必需分析索力誤差對主梁在各施工階段應(yīng)

12、力的影響，確保施工應(yīng)力掌握在允許范圍之內(nèi)。4、懸臂施工混凝土連續(xù)梁橋大跨徑連續(xù)梁線形掌握與斜拉橋施工掌握有相同之處，也有不同之處。首先，兩者的掌握目標(biāo)不完全相同?；炷吝B續(xù)梁橋由于在懸臂施工階段是靜定結(jié)構(gòu)，合龍過程中如不施加額外的壓重，成橋后內(nèi)力狀態(tài)一般不會偏離設(shè)計值許多，因此連續(xù)梁橋施工掌握的主要目標(biāo)是掌握主梁的線形。其次，兩者實施掌握的手段不相同。對于混凝土連續(xù)梁橋，已施工梁段上消失誤差時，只能通過張拉預(yù)備預(yù)應(yīng)力束調(diào)整，而這一調(diào)整量是特別有限的，因此，一旦消失線形誤差，誤差將永久存在，只能通過立模標(biāo)高消退已施工梁段的殘余誤差，有時調(diào)整需經(jīng)過幾個梁段才能完成。因此，懸臂澆筑連續(xù)梁橋施工中標(biāo)高

13、掌握的特點是，已完成梁段的誤差無法調(diào)整，而未完成梁段的立模標(biāo)高只與正裝模擬計算有關(guān)，與已完成梁段的誤差基本無關(guān)。依據(jù)這一特點連續(xù)梁掌握對策為：（1）在進行施工模擬計算時必需充分考慮各種施工因素，特殊要正確計算主梁的軸線坐標(biāo)，同時計算中要計入豎曲線的影響。（2）由于沒有高效的調(diào)整措施，必需合理制定施工步驟，使每個步驟的變形量減小，這樣即使某個施工步驟產(chǎn)生誤差，該誤差在總體變形中所占比例就較小。（3）在圖1自適應(yīng)施工掌握原理圖中的下半環(huán)，即掌握量反饋計算，在連續(xù)梁施工掌握中一般不起作用。上半環(huán)，即參數(shù)估量就顯得尤為重要，只有與實際施工過程相吻合的計算模型計算出的預(yù)報標(biāo)高才是可實現(xiàn)的，施工結(jié)果的誤差才能減小。5、組合拱橋的掌握相當(dāng)多的組合拱橋采納預(yù)架設(shè)鋼勁性骨架的方法進行施工，首先勁性骨架吊裝組拼，灌筑各鋼管混凝土、分層現(xiàn)澆混凝土，張拉預(yù)應(yīng)力、安裝橋面系等。在施工過程中循環(huán)性的工序相當(dāng)少，且對已施工結(jié)構(gòu)進行調(diào)整的措施不多，這就意味著反饋掌握和自適應(yīng)掌握方法無法應(yīng)用，只能采納開環(huán)掌握，即在設(shè)計階段必需制定完整的施工步驟，現(xiàn)場嚴(yán)