大跨度橋梁工程項(xiàng)目施工質(zhì)量控制與風(fēng)險(xiǎn)研究教材

1、大跨度橋梁工程施工質(zhì)量操縱與風(fēng)險(xiǎn)研究摘要大跨度橋梁橋半個(gè)世紀(jì)來在世界范圍內(nèi)大量建筑，已成為世界橋梁的進(jìn)展趨勢(shì)。大跨度橋梁一般采納分段施工的方法，在施工過程中主梁的結(jié)構(gòu)、內(nèi)力、荷載都在不斷發(fā)生變化。各時(shí)期產(chǎn)生的誤差涉及因素繁雜，需要對(duì)各時(shí)期的施工參數(shù)不斷監(jiān)測(cè)、校驗(yàn)、修正。施工質(zhì)量操縱技術(shù)在連續(xù)梁橋的建設(shè)過程中是不可或缺的一部分，對(duì)其研究比較重要。本文對(duì)大跨度橋橋在國內(nèi)外的進(jìn)展情況進(jìn)行了比較，同時(shí)通過對(duì)施工操縱技術(shù)的進(jìn)展情況的陳述，闡述了連續(xù)梁橋建設(shè)和施工操縱的不足。然后介紹了施工操縱理論與方法，尤其是采納自適應(yīng)操縱方法，結(jié)合相應(yīng)的施工手段和檢測(cè)方法，對(duì)主梁線形、內(nèi)力等關(guān)鍵指標(biāo)實(shí)施操縱。隨著橋梁的

2、進(jìn)展和跨徑的不斷增大,各種不確定性對(duì)結(jié)構(gòu)的阻礙也越來越大。然而,現(xiàn)有研究大多是針對(duì)結(jié)構(gòu)中的確定性問題,關(guān)于阻礙結(jié)構(gòu)安全的各種不確定性問題研究較少。而事實(shí)上,和其它結(jié)構(gòu)物一樣,大跨度橋梁結(jié)構(gòu)中存在著大量的不確定性。大跨度橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)有必要進(jìn)行分析。本文的工程背景是天池特大橋。以大型通用軟件Midas civil為基礎(chǔ)，建立了全橋有限元模型。通過仿真計(jì)算分析，得到主梁各節(jié)段在每一步施工步驟中的預(yù)拱度和應(yīng)力值，作為施工過程中對(duì)立模標(biāo)髙的調(diào)整依據(jù)和應(yīng)力監(jiān)測(cè)的預(yù)判依據(jù)。通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)同有限元計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析，能夠有效地證明有限元模型的準(zhǔn)確性和在施工過程中的指導(dǎo)性。橋梁在建設(shè)期間直至成橋狀態(tài)的內(nèi)力都在安全

3、范圍之內(nèi)，主梁實(shí)際高程均高于設(shè)計(jì)高程，符合建設(shè)要求和目標(biāo)。并對(duì)天池特大橋施工中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)不，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)調(diào)研及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提出了5 項(xiàng)要緊的風(fēng)險(xiǎn)因素，依照風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率和風(fēng)險(xiǎn)損失，確定了本橋施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，為高度風(fēng)險(xiǎn)，并通過采取有效操縱措施和制定的應(yīng)急預(yù)案，完成達(dá)到將項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)降低到最低程度，保證安全實(shí)施的目標(biāo)本文所得結(jié)論可為今后同類橋梁的建設(shè)提供有意義的借鑒。1緒論1.1引言目前采納的大跨橋梁施工技術(shù)一般為分段施工法。分段施工中橋梁結(jié)構(gòu)的最終形成必定要通過許多的施工時(shí)期,盡管每個(gè)時(shí)期都嚴(yán)格操縱施工時(shí)的結(jié)構(gòu)幾何尺寸、容重、收縮、徐變、彈性模量、預(yù)加力和索力等能夠人為操縱的因素,然

4、而不可幸免地會(huì)出現(xiàn)實(shí)際結(jié)構(gòu)狀態(tài)與理想結(jié)構(gòu)狀態(tài)的偏差。這種偏差可能來自于施工本身的誤差,也可能是環(huán)境誤差的干擾,還可能是測(cè)量系統(tǒng)的誤差。隨著橋梁結(jié)構(gòu)跨徑和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的增大,這種誤差差不多到了阻礙結(jié)構(gòu)的幾何線形、改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)、甚至威脅結(jié)構(gòu)施工的安全。如何消除或修正這些誤差,確保施工過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全,力求最終成橋受力狀態(tài)差不多符合理想狀態(tài)要求,差不多成為目前橋梁結(jié)構(gòu)分段施工中的關(guān)鍵問題。橋梁結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量操縱是現(xiàn)代操縱理論與橋梁工程結(jié)合的必定產(chǎn)物,隨著橋梁跨徑的不斷增大,以及新材料、新工藝、新的施工方法在橋梁工程中的應(yīng)用,橋梁結(jié)構(gòu)施工操縱所涉及的范圍越來越廣。橋梁施工質(zhì)量操縱是指在各施工時(shí)期

5、通過測(cè)量關(guān)鍵參數(shù)識(shí)不結(jié)構(gòu)的狀態(tài)參數(shù),預(yù)測(cè)可能實(shí)際結(jié)構(gòu)狀態(tài),最優(yōu)操縱成橋狀態(tài)。確保施工質(zhì)量是工程的關(guān)鍵,施工質(zhì)量操縱的目的在于保證施工過程中橋梁結(jié)構(gòu)截面應(yīng)力分布、撓度變化都能處于安全合理的范圍之內(nèi),特不是確保大橋順利合攏,使合攏段兩懸臂端實(shí)際標(biāo)高與設(shè)計(jì)相應(yīng)標(biāo)高目標(biāo)的偏差不大于監(jiān)控同意值,合攏后橋面線形良好,結(jié)構(gòu)受力合理。同時(shí)，隨著橋梁的進(jìn)展和跨徑的不斷增大,各種不確定性對(duì)結(jié)構(gòu)的阻礙也越來越大。然而,現(xiàn)有研究大多是針對(duì)結(jié)構(gòu)中的確定性問題,關(guān)于阻礙結(jié)構(gòu)安全的各種不確定性問題研究較少。而事實(shí)上,和其它結(jié)構(gòu)物一樣,大跨度橋梁結(jié)構(gòu)中存在著大量的不確定性。由于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜,施工難度大,尤其是大跨度

6、混凝土橋梁,多采納懸臂澆注的施工方法,施工工序多,施工工藝復(fù)雜,施工周期又短,這些不利因素進(jìn)一步增加了大跨度橋梁在施工過程中的不確定性。天池特大橋一座橋型布置為520228.8320m的大跨度上承式拱橋，本文將以該橋?yàn)楣こ瘫尘?，研究橋梁結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量操縱問題和風(fēng)險(xiǎn)問題。1.2工程背景1.2.1工程概況 天池特大橋（原行對(duì)岔大橋）是世行貸款福建公路項(xiàng)目福建省省道S303線連接寧德市與屏南縣的寧德八都橋頭至屏南城關(guān)公路焦城段二期工程中的一座特大橋，大橋位于寧德市蕉城區(qū)洪口鄉(xiāng)。橋梁長度405.40米, 橋?qū)?0.0米，橋梁高度142.0米。橋梁起點(diǎn)樁號(hào)K43+474.53，終點(diǎn)樁號(hào)K43+879.9

7、3，橋型布置為:520228.8320m。主拱圈橫截面采納單箱三室箱型截面，采納節(jié)段預(yù)制、纜索吊裝工藝施工。橋梁總體布置圖如圖1-1。圖1-1 天池特大橋總體布置圖1.2.2總體布置受峽谷兩岸地形限制，本橋上承式鋼筋混凝土空腹箱型拱主橋采納了較大的矢跨比，為1/4?？傮w布置為：凈跨徑L0=204.959m，凈矢高f0=51.227m；計(jì)算跨徑L=207.2m，計(jì)算矢高f=51.73m。橋?qū)挒?0m，其中車行道凈-9m。為減少主拱分段長度，拱上結(jié)構(gòu)跨度布置采納12.66m、12.68m兩種跨度形式，共布置18孔。橋面系由8片預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁組成。主橋左岸設(shè)5孔20m預(yù)應(yīng)力空心板引橋與道路連接

8、，右岸設(shè)3孔20m預(yù)應(yīng)力空心板引橋與隧道出口道路連接。橋面系簡(jiǎn)支空心板梁支撐在拱上立柱的蓋梁上。橋面設(shè)2的雙向橫坡，橫坡通過拱上立柱帽梁形成，鋪裝采納C40鋼纖維混凝土，厚為12cm。1.2.3主拱結(jié)構(gòu)主拱圈采納寬8.0m，高3.0m的單箱三室一般鋼筋砼箱型斷面，頂板、底板和腹板厚度均為25cm。主拱結(jié)構(gòu)采納預(yù)制吊裝法施工。主拱圈截面分三次形成，其中兩個(gè)邊室采納分段預(yù)制拼裝成拱，中室采納拱上現(xiàn)澆頂、底板施工。預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)段邊箱寬2.8m，頂板預(yù)制部分厚度為10cm，腹板和底板厚度均為25cm。拱腳根部段設(shè)置一定長度的實(shí)體段，實(shí)體段通過變厚截面拱箱與標(biāo)準(zhǔn)斷面連接，形成過渡段。上下游拱肋共預(yù)制34節(jié)段

9、，各節(jié)段長度不一。最長節(jié)段為2節(jié)段，沿拱軸線長度為15.881m，最大吊重118T。1.3大跨度橋梁施工的質(zhì)量操縱的研究現(xiàn)狀1.3.1國外大跨度橋梁施工質(zhì)量操縱的研究現(xiàn)狀 國外最早采納橋梁施工質(zhì)量操縱技術(shù)，世紀(jì)年代初，日本在修建日野預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋時(shí)，建立了橋梁施工監(jiān)測(cè)所需的應(yīng)力、曉度等參數(shù)的觀測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)所測(cè)量參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理，然后將處理后的實(shí)測(cè)參數(shù)送回操縱室進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，最后再將分析結(jié)果返回到橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行橋梁施工操縱。上述方法也是國外傳統(tǒng)的橋梁施工質(zhì)量操縱方法。國外在橋梁施工質(zhì)量操縱技術(shù)方面的研究和應(yīng)用起步較早，現(xiàn)今眾多發(fā)達(dá)國家差不多形成了較為完善的橋梁施工質(zhì)量操縱系統(tǒng)

10、，并已將橋梁施工質(zhì)量操縱納入到常規(guī)的橋梁施工治理工作之中橋梁施工質(zhì)量操縱方法已從人工測(cè)量、分析與預(yù)報(bào)，進(jìn)展到由計(jì)算機(jī)自動(dòng)操縱的自動(dòng)測(cè)量、分析與預(yù)報(bào)、參數(shù)調(diào)整等，并已形成了較為完善的橋梁施工操縱系統(tǒng)。由于阻礙橋梁施工的因素太多、太復(fù)雜，目前尚有專門多問題還亟待進(jìn)一步解決；同時(shí)不斷涌現(xiàn)的新型橋梁、規(guī)模（跨徑）更大的橋梁也對(duì)橋梁施工質(zhì)量操縱工作提出了更高的要求，因此國外對(duì)橋梁施工質(zhì)量操縱技術(shù)的研究還在接著。 20年代時(shí)首座的橋梁Stromsund把如何樣讓索力以及標(biāo)高符合規(guī)劃納入建筑中。在修TheodonNess橋梁時(shí)對(duì)橋的標(biāo)高與初始索力中第一次加入了后退剖析法，這種核算發(fā)法在加拿大等國建橋時(shí)也納入

11、。在日本的橋梁項(xiàng)目建筑期中真實(shí)對(duì)比全部詳盡地把橋梁施工操控理論使用起來，施工操控中請(qǐng)求的應(yīng)力及撓度各方面元素的檢查方法是由日本構(gòu)建預(yù)應(yīng)力的混凝土中的接連梁橋工程時(shí)創(chuàng)立， 把這些得出來的參數(shù)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了實(shí)際演算接著把這些處理過的參數(shù)用來結(jié)構(gòu)核算處理然后又把處理得出的成果轉(zhuǎn)到施工中用在工程操控方面。 1.3.2國內(nèi)大跨度橋梁的施工質(zhì)量操縱的研究現(xiàn)狀 我國在橋梁施工質(zhì)量操縱技術(shù)方面的研究相對(duì)起步較晚，然而進(jìn)展卻較為迅速。懸臂澆筑施工的橋梁施工質(zhì)量操縱內(nèi)容要緊為結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性操縱個(gè)方面。橋梁施工質(zhì)量操縱的工作重心一般放在結(jié)構(gòu)變形操縱上，由于阻礙應(yīng)力測(cè)量精度的因素較多，直接測(cè)試得到的應(yīng)

12、力不能精確反映結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)，必須采納一定的修正措施對(duì)測(cè)試得到的應(yīng)力進(jìn)行修正，修正后的應(yīng)力方能近似反映結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，因此應(yīng)力操縱一般起安全預(yù)警的作用。文獻(xiàn)1以成都東客站跨成渝右線立交連續(xù)梁橋?yàn)楣こ瘫尘埃瑢?shí)施了該橋的施工質(zhì)量操縱，獲得了較好的效果。文章總結(jié)了懸臂澆筑施工的連續(xù)梁橋施工質(zhì)量操縱中存在的要緊問題，指出連續(xù)梁橋施工質(zhì)量操縱的工作重點(diǎn)為應(yīng)力監(jiān)測(cè)和線形操縱，其中阻礙應(yīng)力監(jiān)測(cè)效果的因素復(fù)雜，專門難獲得精確結(jié)果，往往作為一種“安全預(yù)警”作用，而橋梁線形操縱較為精確，能夠反映梁體真實(shí)狀態(tài)，應(yīng)作為橋梁施工質(zhì)量操縱的重點(diǎn)操縱對(duì)象。作者計(jì)算分析了該橋梁結(jié)構(gòu)受力情況，得出梁底最大應(yīng)力位置在懸臂根部、

13、四分點(diǎn)和中跨跨中，因此應(yīng)在這些位置處布置應(yīng)力測(cè)點(diǎn)，保證梁體的施工安全和施工質(zhì)量。文獻(xiàn)2以滄德特大橋?yàn)楣こ瘫尘?，成功?shí)施了該橋的施工質(zhì)量操縱。作者制定了該橋梁的施工質(zhì)量操縱方案，實(shí)施了具體的橋梁施工質(zhì)量操縱，保證了該橋成橋的線形和內(nèi)力滿足規(guī)范要求。作者研究了連續(xù)梁橋懸臂澆筑的施工工藝，對(duì)阻礙橋梁施工質(zhì)量的關(guān)鍵工藝進(jìn)行了驗(yàn)算，提出了掛籃、臨時(shí)固結(jié)、0號(hào)塊施工、合龍段施工為關(guān)鍵工藝，直接阻礙到橋梁成橋質(zhì)量和施工安全，論述了0號(hào)塊施工的具體步驟，強(qiáng)調(diào)了0號(hào)塊施工中的預(yù)壓方案，這些措施為橋梁的順利建成提供了保障；作者利用有限元軟件建立了掛籃的仿真計(jì)算模型，依照掛籃實(shí)際受力情況施加荷載，對(duì)掛籃的安全性和變

14、形能力進(jìn)行了計(jì)算，驗(yàn)罷了掛籃各個(gè)部件的強(qiáng)度，計(jì)算結(jié)果表明，該掛籃結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠。臨時(shí)固結(jié)是保證懸臂澆筑施工的連續(xù)梁橋抵抗傾覆力矩的構(gòu)造措施，它對(duì)保證橋梁施工安全性至關(guān)重要文獻(xiàn)討論了臨時(shí)固結(jié)措施的計(jì)算方法，對(duì)蘇丹西納公路大橋墩梁臨時(shí)固結(jié)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了驗(yàn)算，證明了該橋梁臨時(shí)固結(jié)的安全性。文獻(xiàn)3以南水北調(diào)丹江口大橋?yàn)楣こ瘫尘?。作者在文章中詳?xì)分析了懸臂澆筑施工方法中的體系轉(zhuǎn)換對(duì)施工操縱的阻礙和臨時(shí)固結(jié)措施對(duì)主梁撓度的阻礙，計(jì)算結(jié)果表明，計(jì)算模型誤差引起的主梁撓度誤差在懸臂段施工時(shí)小，體系轉(zhuǎn)換后變大，誤差要緊出現(xiàn)在體系轉(zhuǎn)換后，且體系轉(zhuǎn)換后的模型誤差不能在施工操縱過程中進(jìn)行修正，因此建立的計(jì)算模型應(yīng)盡量與實(shí)

15、際情況相吻合，這是保證橋梁施工操縱計(jì)算理論值與實(shí)測(cè)值相吻合的重要條件；關(guān)于臨時(shí)固結(jié)解除后邊界條件的模擬，采納固定鉸支座模擬會(huì)引起結(jié)構(gòu)誤差，誤差的大小取決于橋墩剛度的大小，橋墩剛度大誤差小，橋墩剛度小誤差大；建議對(duì)橋梁柱也采納有限元模擬，連接采納彈性連接模擬支座真實(shí)情況，剛度系數(shù)參照。文獻(xiàn)4以田螺大橋?yàn)楣こ瘫尘?，進(jìn)行了該橋的施工質(zhì)量操縱。釆用自適應(yīng)操縱理論實(shí)施了該橋的施工質(zhì)量操縱，獲得了較好的成果。由于實(shí)際施工中結(jié)構(gòu)自重與理論值普遍存在偏差，該偏差對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)阻礙較大，是引起結(jié)構(gòu)狀態(tài)偏差的要緊來源，為了保證橋梁施工安全和成橋質(zhì)量，必須在橋梁施工中嚴(yán)格操縱自重誤差；混凝土彈性模量直接阻礙到結(jié)構(gòu)

16、的剛度，對(duì)結(jié)構(gòu)變形有阻礙，彈性模量大，結(jié)構(gòu)剛度則大，結(jié)構(gòu)變形相應(yīng)要小，反之相反，然而其對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀況阻礙不大；預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋施工質(zhì)量操縱誤差產(chǎn)生的另一個(gè)要緊因素，預(yù)應(yīng)力損失不僅阻礙到橋梁變形，還阻礙到結(jié)構(gòu)應(yīng)力，因此正確選取預(yù)應(yīng)力參數(shù)是保證準(zhǔn)確可能預(yù)應(yīng)力阻礙的前提條件，在大跨度橋梁施工中，必須對(duì)預(yù)應(yīng)力管道磨阻系數(shù)及偏差系數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)；混凝土收縮徐變對(duì)主梁跨中變形阻礙較明顯，對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力也有一定阻礙。結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差是引起結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)和理想狀態(tài)偏差的要緊因素。通過參數(shù)識(shí)不和修正，減小誤差，進(jìn)而達(dá)到計(jì)算模型能較為真實(shí)反映實(shí)際結(jié)構(gòu)情況的要求，能夠?qū)ｉT好地預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)下一時(shí)期變形，達(dá)到橋梁施工操

17、縱的目標(biāo)。文獻(xiàn)5以某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)楣こ瘫尘埃瑢?shí)施了該橋的施工質(zhì)量操縱，獲得了較好的效果。采納自適應(yīng)法進(jìn)行施工質(zhì)量操縱，介紹了利用有限元軟件建立結(jié)構(gòu)計(jì)算模型時(shí)關(guān)鍵參數(shù)的選取，以及利用有限元軟件進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的敏感性分析，獲得要緊參數(shù)為混凝土自重和預(yù)應(yīng)力荷載；得出施工初期在懸臂根部底板可能會(huì)出現(xiàn)較小的拉應(yīng)力，因此應(yīng)采取措施幸免橋梁施工過程中出現(xiàn)混凝土開裂，造成結(jié)構(gòu)的損壞。文獻(xiàn)6以某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)楣こ瘫尘?。作者釆用有限元軟件?duì)該橋施工過程進(jìn)行有限元模擬，分析結(jié)果作為標(biāo)高操縱和應(yīng)力監(jiān)測(cè)的依據(jù)。監(jiān)控結(jié)果表明，利用有限元軟件仿真分析得到的計(jì)算結(jié)果作為理論計(jì)算結(jié)果是可行的和有效的；提出了在無實(shí)

18、測(cè)箱梁溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)的情況下修正溫度引起的測(cè)量數(shù)據(jù)偏差的經(jīng)驗(yàn)方法。文獻(xiàn)7以楠溪江大橋?yàn)楣こ瘫尘?。文獻(xiàn)總結(jié)了懸臂澆筑施工的連續(xù)梁橋施工質(zhì)量操縱方法和要緊阻礙因素，以及施工操縱的計(jì)算方法，給出了主梁立模標(biāo)髙的計(jì)算公式，作者實(shí)際測(cè)量了溫度對(duì)最大懸臂狀態(tài)的阻礙，選擇早上最低溫時(shí)刻和下午橋面最高溫時(shí)刻，溫差導(dǎo)致的懸臂端曉度差值達(dá)到可見溫度對(duì)主梁線形阻礙專門大，應(yīng)在監(jiān)控中給予高度重視。作者分析了施工工期變異對(duì)主梁曉度的阻礙，在楠溪江大橋工期延長天的情況下，計(jì)算表明成橋后主梁下曉，跨中曉度最大增加，邊跨處累計(jì)曉度平均增加。應(yīng)力方面，施工工期延長后，計(jì)算表明楠溪江大橋全橋頂板應(yīng)力略微變小，差值在左右；底板應(yīng)力略微

19、變大，跨中和邊跨變化較明顯，最大差值。文獻(xiàn)8以關(guān)口斑號(hào)橋?yàn)楣こ瘫尘?。作者研究指出?yīng)力監(jiān)測(cè)的結(jié)果受各種因素阻礙較大，其結(jié)果與梁體真實(shí)應(yīng)力值有較大偏差；現(xiàn)有的有限元軟件對(duì)溫度因素的考慮不合適，我國公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于日照溫度荷載引起的橋梁內(nèi)力的計(jì)算規(guī)定多有不合適，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值相差專門遠(yuǎn)；作者計(jì)算分析了混凝土收縮徐變對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的阻礙程度，指出現(xiàn)有的混凝土收縮徐變計(jì)算公式均是半經(jīng)驗(yàn)公式，精度較差，而依照我國公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于混凝土收縮徐變的規(guī)定計(jì)算的結(jié)果較實(shí)測(cè)值小，該差值隨懸臂施工節(jié)段的伸長而變大。1.4大跨度橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)分析研究的必要性1

20、.4.1大跨度橋梁施工存在大量的不確定性隨著橋梁的進(jìn)展和跨徑的不斷增大,各種不確定性對(duì)結(jié)構(gòu)的阻礙也越來越大。然而,現(xiàn)有研究大多是針對(duì)結(jié)構(gòu)中的確定性問題,關(guān)于阻礙結(jié)構(gòu)安全的各種不確定性問題研究較少。而事實(shí)上,和其它結(jié)構(gòu)物一樣,大跨度橋梁結(jié)構(gòu)中存在著大量的不確定性。同時(shí),由于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜,施工難度大,尤其是大跨度混凝土橋梁,多采納懸臂澆注的施工方法,施工工序多,施工工藝復(fù)雜,施工周期又短,這些不利因素進(jìn)一步增加了大跨度橋梁在施工過程中的不確定性。大跨度橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中的各種不確定性按其成因可分為決策的不確定性、現(xiàn)象的不確定性、物理的不確定性、模型的不確定性、統(tǒng)計(jì)的不確定性、預(yù)測(cè)的不確定

21、性以及人為不確定性等,如圖1-2所示。1.4.2大跨度橋梁施工存在著高風(fēng)險(xiǎn)大跨度橋梁施工期間大量不確定性的存在,直接阻礙了橋梁整個(gè)建筑過程的安全性。而傳統(tǒng)的定性設(shè)計(jì)與分析方法未能考慮眾多不確定性對(duì)結(jié)構(gòu)安全度的阻礙,不能真正反映結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備。同時(shí),由于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜性,以及施工時(shí)期工序多、周期短、工藝復(fù)雜等諸多不利因素的阻礙,進(jìn)一步增加了橋梁工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)而我國現(xiàn)行的橋梁設(shè)計(jì)、施工規(guī)范要緊是針對(duì)中小跨度橋梁制定的,已不能適應(yīng)大跨度橋梁設(shè)計(jì)、施工的安全需要,更為大跨度橋梁的工程建設(shè)埋下了安全隱患。橋梁的施工建筑是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程和施工過程中的任一環(huán)節(jié)的錯(cuò)誤和疏忽,都會(huì)大

22、大降低結(jié)構(gòu)施工期間的安全性,以至導(dǎo)致各類工程事故的發(fā)生國內(nèi)外橋梁結(jié)構(gòu)尤其是大跨度橋梁的施工事故屢見不鮮。大跨度橋梁施工期間存在著高風(fēng)險(xiǎn),必須引起足夠的重視,否則極易發(fā)生工程事故,而這些工程事故的發(fā)生往往會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡,以及帶來不良的社會(huì)阻礙。因此,為了降低大跨度橋梁施工期間的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn),幸免工程事故的發(fā)生,開展大跨度橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)分析研究是十分必要的。通過施工風(fēng)險(xiǎn)分析,人們能夠了解和掌握大跨度橋梁施工期間可能面臨的各種風(fēng)險(xiǎn),以采取積極有效的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略,操縱和降低風(fēng)險(xiǎn)水平,保障結(jié)構(gòu)施工安全。另外,開展大跨度橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)分析研究,關(guān)于確保大跨度橋梁工程建設(shè)的安全性和科學(xué)性,關(guān)于提高橋

23、梁工程結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和合理性,關(guān)于推動(dòng)橋梁設(shè)計(jì)理論及保險(xiǎn)體系的進(jìn)展等,都具有十分重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。1.5風(fēng)險(xiǎn)分析的國內(nèi)外進(jìn)展和研究現(xiàn)狀1.5.1風(fēng)險(xiǎn)分析的進(jìn)展和研究現(xiàn)狀風(fēng)險(xiǎn)的概念最早出現(xiàn)在西方的經(jīng)濟(jì)治理領(lǐng)域中。世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命時(shí),法國人首次把風(fēng)險(xiǎn)治理的思想引進(jìn)了企業(yè)經(jīng)營領(lǐng)域,由于人們對(duì)此還沒有足夠的認(rèn)識(shí)，因此當(dāng)時(shí)并沒有得到廣泛的應(yīng)用。上世紀(jì)50年代,美國和歐洲一些國家將風(fēng)險(xiǎn)分析方法應(yīng)用于核電廠的安全性評(píng)估之中。風(fēng)險(xiǎn)治理才開始進(jìn)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科。將概率理論引入風(fēng)險(xiǎn)研究是在上世紀(jì)60年代，在此期間以概率理論為基礎(chǔ)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究得到了快速進(jìn)展。比如在英國就建立了專門的研究機(jī)構(gòu)一故障數(shù)據(jù)庫和可靠

24、性服務(wù)所進(jìn)行概率風(fēng)險(xiǎn)研究。1973年3月,美國一核電廠發(fā)電機(jī)組發(fā)生事故,核電廠的概率安全評(píng)價(jià)開始為人們所關(guān)注。1975年,首次發(fā)表了商用核電站輕水反應(yīng)堆的風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告。1979年,英國和德國的一些機(jī)構(gòu)對(duì)荷蘭的一些工業(yè)設(shè)施進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。隨后,關(guān)于此類的風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)技術(shù)在西方許多發(fā)達(dá)國家的諸多工業(yè)項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用,同時(shí)先后研究推出一系列風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法,至此,以風(fēng)險(xiǎn)理論為基礎(chǔ)的風(fēng)險(xiǎn)分析方法才真正進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用時(shí)期。1986年,發(fā)生了兩起震驚世界的重大事故,一個(gè)是美國“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)發(fā)生爆炸,另一個(gè)是前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站爆炸事故,這兩起事故使人們開始重視工程領(lǐng)域內(nèi)存在的風(fēng)險(xiǎn)問題,從某種意義

25、上講促進(jìn)了風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)技術(shù)的進(jìn)一步進(jìn)展。上世紀(jì)年代,隨著進(jìn)展中國家經(jīng)濟(jì)的起飛,風(fēng)險(xiǎn)治理愈加為這些國家所重視,風(fēng)險(xiǎn)治理研究也從發(fā)達(dá)國家逐步向進(jìn)展中國家擴(kuò)散。為了將風(fēng)險(xiǎn)治理科學(xué)推廣和普及到寬敞進(jìn)展中國家,年聯(lián)合國有關(guān)機(jī)構(gòu)編輯出版了有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)治理方面的專題研究報(bào)告。目前,風(fēng)險(xiǎn)分析方法差不多應(yīng)用到諸如機(jī)械工程、醫(yī)藥化工、電子工程、土木工程、及經(jīng)濟(jì)治理等領(lǐng)域,取得了一系列研究成果。隨著時(shí)刻的推移,能夠想象風(fēng)險(xiǎn)分析理論的研究與應(yīng)用將會(huì)更加深入與廣泛。1.5.2大跨度橋梁風(fēng)險(xiǎn)分析的研究現(xiàn)狀橋梁運(yùn)營時(shí)期的風(fēng)險(xiǎn)研究,要緊是對(duì)運(yùn)營中的橋梁結(jié)構(gòu)安全性與可靠性進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,如對(duì)船撞風(fēng)險(xiǎn)、車撞風(fēng)險(xiǎn)、超載風(fēng)險(xiǎn)、地震風(fēng)險(xiǎn)、

26、洪災(zāi)與火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等風(fēng)險(xiǎn)問題的研究。這方面研究較多,且大部分是對(duì)某單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)問題的研究。在船撞橋方面。此方面的風(fēng)險(xiǎn)研究相對(duì)較多,如文獻(xiàn),對(duì)船撞等橋梁風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估加以介紹,同時(shí)針對(duì)船撞,提出了在設(shè)計(jì)方面應(yīng)采取的愛護(hù)性措施。介紹了日本學(xué)者基于故障樹方法建立的船撞風(fēng)險(xiǎn)分析系統(tǒng),并認(rèn)為船撞事故中人為因素占專門大一部分。項(xiàng)海帆指出了中國規(guī)范與歐美規(guī)范或指南在處理船撞問題上的異同。戴彤宇首次建立了我國的船撞橋事故數(shù)據(jù)庫,并對(duì)在建的哈爾濱松花江斜拉橋進(jìn)行了初步的船撞橋風(fēng)險(xiǎn)分析,提出了降低船撞風(fēng)險(xiǎn)的具體建議。在車撞橋方面。文獻(xiàn),對(duì)車撞橋的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了詳細(xì)研究,研究認(rèn)為,車撞引起的損失能夠從對(duì)橋梁造成的損失,對(duì)車輛及其運(yùn)送

27、物資造成的損失,對(duì)人員造成的損害,在維修期間造成的交通堵塞等間接損失,交通系統(tǒng)不暢造成的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)環(huán)境造成的損失等方面考慮對(duì)法國車輛撞擊橋梁墩柱問題進(jìn)行了比較詳盡的研究,對(duì)車橋碰撞概率、碰撞后倒塌等各種概率進(jìn)行了分析。在抗震、抗風(fēng)方面。文獻(xiàn)11給出了一個(gè)多時(shí)期地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的流程,包括快速風(fēng)險(xiǎn)檢查、風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)峻性計(jì)算和風(fēng)險(xiǎn)回避研究等內(nèi)容。在第一時(shí)期,要緊用“風(fēng)險(xiǎn)水平”來區(qū)分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),并在第二時(shí)期引入了投資一收益比來輔助決策。文獻(xiàn)12介紹了一個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng),它應(yīng)用馬爾可夫過程并基于概率計(jì)算,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用過程中結(jié)構(gòu)性能的變化過程給出了定量的評(píng)價(jià),從而能夠方便地確定損失函數(shù)。

28、文獻(xiàn)13從風(fēng)險(xiǎn)的角度對(duì)纜索承重橋梁的抗風(fēng)性能評(píng)估進(jìn)行了研究,建立了相應(yīng)的評(píng)估方法和評(píng)價(jià)體系,并對(duì)蘇通長江公路大橋的抗風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。在超載、洪災(zāi)與火災(zāi)方面。文獻(xiàn)14給出了一個(gè)對(duì)座橋梁組成的道路系統(tǒng)進(jìn)行超載和洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的例子。采納的差不多方法是,對(duì)超載和洪水分不建立極限狀態(tài),使用基于概率的方法驗(yàn)算各個(gè)橋梁在各種極限狀態(tài)下的失效概率,然后先后利用兩次悲觀法則,分不確定結(jié)構(gòu)在某種風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)下的失效概率和洪水與超載聯(lián)合作用下的最終失效概率。所謂悲觀法則確實(shí)是取各種結(jié)果中的最不利的作為最終結(jié)果,顯然,這種決策過于保守。1.6本文要緊研究的內(nèi)容和思路 本文以大跨度拱橋天池特大橋?yàn)楣こ瘫尘?，?duì)該橋的施

29、工質(zhì)量操縱問題和風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行研究，要緊的研究?jī)?nèi)容和思路如下：1、介紹大跨度橋梁施工質(zhì)量操縱的內(nèi)容及常用方法。對(duì)大跨度橋梁施工質(zhì)量操縱方法、有限元分析方法、施工質(zhì)量操縱阻礙參數(shù)加以講明，并以天池特大橋?yàn)楸尘埃榻B其施工質(zhì)量操縱的內(nèi)容和分析計(jì)算方法。2、利用有限元分析軟件MIDAS CIVIL對(duì)天池特大橋建立了有限元模型，為天池特大橋的線性操縱、索力操縱等施工質(zhì)量操縱內(nèi)容作預(yù)備工作。3、分析各個(gè)施工工況下天池特大橋的變形和受力狀態(tài)，以研究該橋的預(yù)拱度設(shè)置和吊索索力值，為天池特大橋現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量操縱提供依據(jù)。4、介紹大跨度橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的要緊方法和要緊內(nèi)容，并對(duì)天池特大橋的施工作出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。2 大跨

30、度橋梁施工質(zhì)量操縱的內(nèi)容及方法2.1 前言在施工過程中，由于荷載是由各節(jié)段吊裝完成而逐步施加的，混凝土的收縮徐變、溫度變化等因素，會(huì)使橋梁結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力狀態(tài)及其變化規(guī)律更為復(fù)雜。因此關(guān)于如此一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，僅僅依靠事后檢查是無法保證的，因此必須對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)施工過程這一系統(tǒng)實(shí)行實(shí)時(shí)操縱，如此才能保證最佳成橋狀態(tài)，這一點(diǎn)關(guān)于大跨度橋梁來講尤為如此。施工質(zhì)量操縱的首要任務(wù)是對(duì)所監(jiān)控橋梁的應(yīng)力、位移等參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算，并與施工過程中所監(jiān)測(cè)到的應(yīng)力、位移進(jìn)行對(duì)比，以保證橋梁施工工藝的準(zhǔn)確性和安全性。本章將要緊介紹大跨度橋梁施工質(zhì)量操縱方法、有限元分析方法、施工質(zhì)量操縱阻礙參數(shù)加以講明，并以天池特大橋?yàn)楸?/p>

31、景，介紹其施工質(zhì)量操縱的內(nèi)容和計(jì)算方法。2.2 大跨度橋梁施工質(zhì)量操縱方法針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的不同、施工技術(shù)的區(qū)不以及操縱內(nèi)容的特點(diǎn)，大跨度上承式拱橋的施工操縱分析方法也各有特色不盡相同?？偟膩碇v，施工操縱方法能夠分為：開環(huán)操縱法、反饋操縱法、自適應(yīng)操縱法和其他方法。2.2.1 開環(huán)操縱法關(guān)于結(jié)構(gòu)線形和施工技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單的橋梁工程，通常直接按照設(shè)計(jì)施工圖進(jìn)行施工，施工完成后的結(jié)構(gòu)就差不多上能達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的線形和內(nèi)力狀態(tài)，這種操縱方法確實(shí)是開環(huán)操縱法。開環(huán)操縱法的操縱方向是單向不可逆的，這一方法無需依照橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中的內(nèi)力和變形來調(diào)整施工中的預(yù)拱度和內(nèi)力。當(dāng)橋梁的施工精度較高，構(gòu)件制作精良時(shí)，誤

32、差操縱得當(dāng)時(shí)，這是一種快速高效的施工操縱方法，因此這一方法廣泛應(yīng)用于中小型橋梁的施工建設(shè)當(dāng)中。2.2.2 反饋操縱法關(guān)于橋梁跨度較大、施工技術(shù)難度較高、工程結(jié)構(gòu)計(jì)算復(fù)雜的橋梁，在每個(gè)施工時(shí)期的累計(jì)誤差是不可忽略的。如若不及時(shí)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的施工過程進(jìn)行操縱，累計(jì)誤差不能夠及時(shí)修正，將導(dǎo)致最終合攏時(shí)橋梁的線形和內(nèi)力與設(shè)計(jì)圖理想的成橋狀態(tài)存在明顯差異，甚至無法順利進(jìn)行合攏。因此誤差糾正在施工操縱的過程中就顯得尤為重要，而糾正的方法和改變量的大小是必須由誤差經(jīng)反饋計(jì)算所得而出，從而形成了一個(gè)閉環(huán)反饋操縱過程。2.2.3 自適應(yīng)操縱法自適應(yīng)操縱法也可稱作參數(shù)識(shí)不修正法，參數(shù)識(shí)不是通過觀測(cè)一個(gè)系統(tǒng)或過程的輸

33、入與輸出關(guān)系來確定對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型的方法。然而在實(shí)際的工程施工過程中，結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)幾乎專門難與設(shè)計(jì)狀態(tài)完全吻合，也確實(shí)是講，橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)間存在著一定的誤差。緣故要緊是由于設(shè)計(jì)參數(shù)誤差(例如材料特性、截面特性、容重等)、施工誤差(如架設(shè)誤差、制作誤差等)、測(cè)量誤差、結(jié)構(gòu)分析模型誤差以及若干難于可能的隨機(jī)誤差等因素阻礙所致。結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)之間的誤差，能夠通過理論方法和誤差分析來調(diào)整，操縱其阻礙，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，進(jìn)而發(fā)出預(yù)拱度操縱指令、確定肋拱各節(jié)段的安裝標(biāo)高，調(diào)整好扣索和錨索的張拉力來操縱拱肋線形和應(yīng)力。在現(xiàn)代系統(tǒng)工程學(xué)理論的研究背景下，把拱橋施工過程視為一個(gè)復(fù)雜的

34、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。依照施工圖的設(shè)計(jì)狀態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)測(cè)量的實(shí)際狀態(tài)和誤差阻礙因素進(jìn)行誤差分析，并由此制定最佳修正方案，用以指導(dǎo)施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整作業(yè)，使結(jié)構(gòu)施工的實(shí)際狀態(tài)盡可能擬合設(shè)計(jì)狀態(tài)。以上一施工時(shí)期擬合完畢為基礎(chǔ)，運(yùn)用正裝計(jì)算法和倒裝計(jì)算法結(jié)合運(yùn)算當(dāng)前施工工況下的應(yīng)力和變形狀態(tài)直至成橋合攏，即為施工操縱的兩大任務(wù)：即結(jié)構(gòu)的后期調(diào)整和前期預(yù)報(bào)。為了達(dá)到這一目標(biāo)，橋梁施工操縱慣常采納的理論和方法有：設(shè)計(jì)參數(shù)的識(shí)不和調(diào)整、Kalman濾波法、灰色理論法和最小二乘法。前兩種方法要緊是運(yùn)用隨機(jī)統(tǒng)計(jì)和可能理論；而最小二乘法在回歸分析方面用得比較成熟和廣泛；灰色理論近年來較熱門。圖2-1 自適應(yīng)操縱系統(tǒng)組成2.2.4

35、 其他方法除了上述提到的一些施工操縱分析方法以外，還存在許多其他的分析方法，比如：專家系統(tǒng)操縱法、最大寬容度法、模糊操縱法等等。依照橋梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)、設(shè)計(jì)線形、具體操縱內(nèi)容的差異，往往會(huì)選擇不同的施工操縱分析方法。通常來看，大跨度橋梁的施工操縱總是選擇多維并舉，綜合多種方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控。一般流程要緊分為：參數(shù)識(shí)不修正計(jì)算模型預(yù)測(cè)操縱各個(gè)施工時(shí)期確定最大容許誤差最終確定成橋。2.3 大跨度橋梁有限元分析方法大跨度橋梁施工會(huì)經(jīng)歷一個(gè)十分漫長而復(fù)雜的施工過程和結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換過程。橋梁操縱的差不多內(nèi)容之一是對(duì)各個(gè)時(shí)期施工工況劃分下，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形進(jìn)行計(jì)算。因此，通過科學(xué)的計(jì)算和理論分析來修正橋梁結(jié)構(gòu)施工

36、過程中每個(gè)時(shí)期在受力和變形直到達(dá)到理想設(shè)計(jì)狀態(tài)。綜上所述，施工操縱中的結(jié)構(gòu)計(jì)算不但能夠描述整個(gè)施工過程，反映整個(gè)施工過程中結(jié)構(gòu)的受力行為，同時(shí)還能準(zhǔn)確獲得結(jié)構(gòu)各個(gè)施工工況下的理想狀態(tài)，為施工過程操縱提供中間目標(biāo)狀態(tài)。目前橋梁結(jié)構(gòu)的有限元分析方法要緊包括：正裝分析法、倒裝分析法和無應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算法。上述的幾種方法針對(duì)不同橋梁型式結(jié)構(gòu)具有普遍適用性，然而正是由于橋梁結(jié)構(gòu)型式有所差異，各具特點(diǎn)，因此這幾種方法關(guān)于不同橋型各有側(cè)重。橋梁建設(shè)人員應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確分析橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇合適的施工操縱計(jì)算方法。2.3.1 正裝計(jì)算法正裝計(jì)算法是依照橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際施工加載順序進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形和受力分析，其較好地模擬橋梁結(jié)構(gòu)的

37、實(shí)際施工過程，計(jì)算得出結(jié)構(gòu)在各個(gè)施工時(shí)期的位移和受力狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)不但能夠預(yù)測(cè)下一施工時(shí)期橋梁結(jié)構(gòu)的變形受力狀態(tài)，對(duì)橋梁施工操縱提供數(shù)據(jù)支持，還能夠用來指導(dǎo)橋梁設(shè)計(jì)和施工。同時(shí)，在正裝計(jì)算中，能較好地考慮一些與橋梁結(jié)構(gòu)建筑材料時(shí)刻歷程有關(guān)的阻礙因素，如結(jié)構(gòu)的非線性問題和混凝土收縮徐變問題。特不是關(guān)于大跨度上承式拱橋，為準(zhǔn)確了解橋梁結(jié)構(gòu)在各個(gè)施工時(shí)期的變形受力狀態(tài)，都必須采納正裝計(jì)算法先行計(jì)算。正裝計(jì)算法能夠完整地?cái)M合工程結(jié)構(gòu)施工過程，關(guān)于采納懸臂拼裝法施工的鋼筋混凝土拱橋，其正裝計(jì)算法可按照如下步驟計(jì)算分析：確定橋梁結(jié)構(gòu)的原始狀態(tài)，要緊包括主跨和邊跨的大小、橋梁線形、橋墩及立柱的高度、橋梁約束

38、、截面參數(shù)、拉索錨索信息、施工荷載、體系轉(zhuǎn)換等等。這些數(shù)據(jù)或者信息能夠通過施工設(shè)計(jì)圖和施工組織設(shè)計(jì)獲得。橋墩、基礎(chǔ)、0號(hào)塊澆筑完成：計(jì)算已澆筑部分在自重和外加荷載作用下的變形和內(nèi)力。在各個(gè)工況下纜索吊裝各部分塊件，直到吊裝完成，拆除設(shè)備。計(jì)算各個(gè)施工工況下橋梁結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力，每一時(shí)期計(jì)算均依照上一施工工況結(jié)束時(shí)結(jié)構(gòu)變形后的線形為基礎(chǔ)。進(jìn)行拱肋拱圈合攏，計(jì)算這幾個(gè)時(shí)期的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形。橋面鋪裝時(shí)的二次恒載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力，操縱其與設(shè)計(jì)線形保持一致。2.3.2. 倒裝計(jì)算法倒裝計(jì)算法是依照橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際施工加載順序的逆過程來進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力行為分析。倒裝計(jì)算的目的是為了獲得橋梁結(jié)構(gòu)在各施工

39、時(shí)期理想的安裝位置(要緊指標(biāo)高)和理想的受力狀態(tài)。通常而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖只給出了橋梁最終成橋狀態(tài)下的設(shè)計(jì)線形和設(shè)計(jì)標(biāo)高的具體數(shù)據(jù)，然而橋梁結(jié)構(gòu)施工中，各個(gè)施工工況下的標(biāo)高并沒有準(zhǔn)確給出，假如想要獲得橋梁結(jié)構(gòu)施工初始狀態(tài)和施工中間各個(gè)工況下的目標(biāo)狀態(tài)，就必須從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖中給出的最終成橋狀態(tài)開始，逐步逆推地通過倒裝計(jì)算法來獲得各施工中間時(shí)期的目標(biāo)狀態(tài)，最終算出橋梁結(jié)構(gòu)施工的初始狀態(tài)。只有按照倒裝計(jì)算出的橋梁結(jié)構(gòu)各時(shí)期中間目標(biāo)狀態(tài)去指導(dǎo)施工，才能使橋梁的成橋狀態(tài)符合最佳理想設(shè)計(jì)要求。因此，在橋梁結(jié)構(gòu)的施工操縱時(shí)期，除了結(jié)構(gòu)的標(biāo)高和線形需要計(jì)算來操縱以外，結(jié)構(gòu)的受力行為同樣需要計(jì)算得到并加以操縱，它與橋

40、梁線形操縱同等重要。倒裝計(jì)算法關(guān)于各種類型的橋梁結(jié)構(gòu)具有普遍適用性，能夠應(yīng)用于不同型式的橋梁結(jié)構(gòu)安裝計(jì)算中。2.3.3 無應(yīng)力狀態(tài)法無應(yīng)力狀態(tài)法是以橋梁結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的無應(yīng)力長度和曲率不變?yōu)榛A(chǔ)，將橋梁結(jié)構(gòu)的成橋狀態(tài)和施工各時(shí)期的中間狀態(tài)聯(lián)系起來，在結(jié)構(gòu)分時(shí)期施工工況下，建立力學(xué)平衡方程，當(dāng)結(jié)構(gòu)外荷載、結(jié)構(gòu)體系、支承邊界、單元無應(yīng)力長度、無應(yīng)力曲率一定的情況下，其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形是確定的。2.4 大跨度橋梁施工質(zhì)量操縱阻礙參數(shù)能夠引起結(jié)構(gòu)狀態(tài)（要緊是指內(nèi)力和變形）變化的因素稱為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。因此，在橋梁施工操縱中，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行識(shí)不和修正是十分必要的。建筑不同型式橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)，各個(gè)類型的設(shè)計(jì)

41、參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)行為的阻礙程度是不同的，即使同一設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)不同的結(jié)構(gòu)體系也有不同的阻礙程度。因此，必須弄清結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)類型。關(guān)于拱橋來講，要緊的設(shè)計(jì)參數(shù)包括以下幾個(gè)方面：(1)結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)要緊是指：橋梁結(jié)構(gòu)的跨徑、拱肋的矢跨比、拱軸線形等。它們揭示了結(jié)構(gòu)的形狀和結(jié)構(gòu)最初的狀態(tài)。(2)截面特性參數(shù)截面特性參數(shù)要緊包括：（1）拱肋截面的抗彎慣矩I0和截面面積A0；（2）橋墩截面的抗彎慣矩I1、截面面積A1；（3）橋面行車道板截面的抗彎慣矩I2、截面面積A2；（4）拱上立柱的截面面積A2等。截面特性參數(shù)關(guān)于橋梁結(jié)構(gòu)在各個(gè)工況下施工操縱時(shí)期能否達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)也存在著較大阻礙。(3)時(shí)刻相關(guān)

42、參數(shù)與時(shí)刻歷程相關(guān)的參數(shù)要緊是指混凝土收縮徐變和溫度變化。混凝土的收縮徐變特性是這一建筑材料獨(dú)有的，在混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算中，需考慮收縮徐變帶來的內(nèi)力變形阻礙。此外，橋梁施工是一個(gè)漫長的過程，不論是同一天內(nèi)的溫度變化或者持續(xù)幾個(gè)月的季節(jié)性溫度變化，都對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的位移和變形有著較大的阻礙。然而人們關(guān)于溫度的阻礙至今不能完全準(zhǔn)確模擬，只能采納定時(shí)觀測(cè)結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)減小溫度阻礙。(4)荷載參數(shù)荷載參數(shù)要緊指結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重、施工臨時(shí)荷載和扣索錨索張拉力。關(guān)于拱肋吊裝施工過程來講，拱肋節(jié)段自重和施工臨時(shí)荷載是相對(duì)穩(wěn)定的量，在施工過程中通?？刹荒苡休^大的改變。關(guān)于扣索錨索體系中的有效索力，能夠通過計(jì)算獲得。由于節(jié)段

43、吊裝的不斷推進(jìn)，后續(xù)拱段的自重將陸續(xù)作用在差不多安裝好的拱段上，相應(yīng)的扣索索力和錨索索力也將陸續(xù)施加于墩柱和扣塔上，這些荷載將使扣索錨索體系中的有效索力隨著施工工況的不同而變化。成拱后，需現(xiàn)場(chǎng)澆筑立柱混凝土，經(jīng)常會(huì)由于立模引起構(gòu)件荷載的變化，但其沒有一定的變化規(guī)律。相對(duì)的，橋面系自重和施工臨時(shí)荷載是比較穩(wěn)定的量，在施工過程中通?？刹荒苡休^大改變。(5)材料特性參數(shù)材料特性參數(shù)要緊是指材料的彈性模量E和剪切模量G。鋼材的彈性模量和剪切模量比較穩(wěn)定，可不能發(fā)生較大改變，而混凝土材料恰恰相反，波動(dòng)幅度相對(duì)較大。因此在橋梁的施工操縱中要對(duì)其進(jìn)行參數(shù)識(shí)不。針對(duì)不同橋梁體系，以上提到的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的阻礙程

44、度是不同的。在橋梁施工過程的計(jì)算中，要對(duì)要緊阻礙參數(shù)進(jìn)行識(shí)不和修正。2.5 天池特大橋施工質(zhì)量操縱的內(nèi)容及計(jì)算方法選擇2.5.1 天池特大橋施工質(zhì)量操縱內(nèi)容在施工監(jiān)測(cè)與操縱過程中，為了掌握每一個(gè)體工序完成后結(jié)構(gòu)的受力、變形等情況，需對(duì)上述要緊施工過程進(jìn)一步細(xì)化，列出細(xì)化了的施工工況、施工內(nèi)容，并給出相應(yīng)的施工工況模型圖。從而為施工過程的結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算分析、各施工工況監(jiān)測(cè)監(jiān)控的測(cè)量時(shí)機(jī)、操縱內(nèi)容等，給出明確的監(jiān)控過程操縱。天池特大橋施工操縱的要緊內(nèi)容是綜合考慮主拱圈的穩(wěn)定性、變形和內(nèi)力，在施工安全和主拱圈穩(wěn)定性的前提下，重點(diǎn)操縱主拱圈的變形、應(yīng)力和扣索索力。以變形操縱為主，嚴(yán)格監(jiān)控各操縱截面的撓

45、度和拱軸線偏移，監(jiān)測(cè)各操縱截面應(yīng)力和應(yīng)變進(jìn)展情況，監(jiān)測(cè)扣索索力大小，預(yù)測(cè)單肋拱圈合龍后的穩(wěn)定安全系數(shù)。 2.5.2 天池特大橋計(jì)算方法的選擇關(guān)于大跨度拱橋懸臂施工,施工計(jì)算中如不考慮混凝土收縮、徐變的阻礙,計(jì)算結(jié)果將發(fā)生較大的偏差,然而混凝土的徐變與結(jié)構(gòu)形成的過程有關(guān),原則上倒拆法無法進(jìn)行徐變計(jì)算。這是因?yàn)樾熳冇?jì)算在時(shí)刻上只能是順序的,不可逆的,而倒拆法在時(shí)刻上則是逆序的。一般可應(yīng)用迭代法來解決那個(gè)問題。即第一輪倒拆計(jì)算時(shí)不計(jì)及混凝土的收縮、徐變,然后以倒拆結(jié)果進(jìn)行正裝計(jì)算,逐時(shí)期計(jì)算混凝土的收縮、徐變阻礙,再進(jìn)行倒拆法計(jì)算時(shí),按時(shí)期疊加入正裝計(jì)算時(shí)相應(yīng)時(shí)期的混凝上的收縮、徐變阻礙,如此反復(fù)迭

46、代,直至計(jì)算結(jié)果收斂。因此，本文將采納正裝計(jì)算法對(duì)天池特大橋進(jìn)行有限元分析，為天池特大橋的質(zhì)量操縱提供依據(jù)。2.6 本章小結(jié)本章要緊對(duì)大跨度上承式拱橋懸臂拼裝施工操縱分析方法進(jìn)行了分析和闡述，并著重介紹了正裝分析法、倒裝分析法和無應(yīng)力分析法。結(jié)合天池特大橋?yàn)閷?shí)例背景，依照工程的經(jīng)驗(yàn)得出天池特大橋施工操縱的要緊內(nèi)容和計(jì)算方法的選擇，最終達(dá)到精度的要求，實(shí)現(xiàn)施工操縱目標(biāo)。3 天池特大橋施工工況劃分及結(jié)構(gòu)仿真計(jì)算 3.1 引言結(jié)構(gòu)仿真計(jì)算分析能夠保證橋梁結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。在進(jìn)行有限元分析時(shí)，運(yùn)用科學(xué)的思維方法，按照其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行建模。通常而言，這類橋型可按空間(或平面)梁?jiǎn)卧M(jìn)行分析。在選用計(jì)算

47、分析軟件時(shí)，還應(yīng)該考慮到工程應(yīng)用的簡(jiǎn)便，在保證計(jì)算精度相同的情況下，優(yōu)先選擇原始數(shù)據(jù)工作量小、力學(xué)概念清晰、模型簡(jiǎn)單的分析軟件。天池特大橋的結(jié)構(gòu)建模仿真計(jì)算分析采納了MADIS /CIVIL 2012橋梁專業(yè)分析軟件進(jìn)行施工過程結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，MADIS /CIVIL 2012軟件能夠?qū)ｉT好地模擬施工進(jìn)度，準(zhǔn)確地考慮各個(gè)工況下線形操縱阻礙因素的問題。天池特大橋肋拱安裝采納節(jié)段吊裝施工方法，結(jié)構(gòu)的最終成橋合攏建成通車，經(jīng)歷了一個(gè)漫長而又復(fù)雜的施工過程及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換過程。橋梁施工操縱的差不多內(nèi)容之一是針對(duì)施工過程中各個(gè)工況下結(jié)構(gòu)受力行為的計(jì)算分析。因此，在橋梁施工過程中各個(gè)施工時(shí)期結(jié)構(gòu)的變形和受力能

48、夠運(yùn)用有限元理論分析計(jì)算預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)狀態(tài)，以便指導(dǎo)施工過程，使其最終的成橋線形和受力狀態(tài)達(dá)到符合設(shè)計(jì)要求，達(dá)到最佳理想狀態(tài)。3.2 天池特大橋施工工況劃分依照設(shè)計(jì)圖紙和施工單位提出的施工組織設(shè)計(jì)文件，天池特大橋主橋的要緊施工過程為：（1）采納分段預(yù)制拱箱節(jié)段（上下游肋拱各17節(jié)段，共34節(jié)段），纜索吊裝進(jìn)行懸臂拼裝，直至上、下游單肋拱箱分不合攏；（2）現(xiàn)澆拱箱中室頂板、底板，形成完整的單箱三室主拱圈整體截面；（3）立模現(xiàn)澆拱上立柱和蓋梁，并吊裝主橋空心板；（4）澆筑防撞墻，橋面鋪裝。3.2.1單肋分節(jié)段吊裝上、下游單肋拱箱吊裝施工過程的工況劃分，與實(shí)際吊裝施工過程一致。按照吊裝施工的先后順序

49、，劃分為10個(gè)工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算和監(jiān)測(cè)監(jiān)控。各工況下的要緊施工內(nèi)容如表3.1。工況號(hào)施工要緊內(nèi)容工況1吊裝1、1節(jié)段，張拉扣索KS1、KS1和錨索MS1、MS2。工況2吊裝2、2節(jié)段，張拉扣索KS2、KS2和錨索MS2、MS2，調(diào)錨索力。工況3吊裝3、3節(jié)段，張拉扣索KS3、KS3和錨索MS3、MS3，調(diào)錨索力。工況4吊裝4、4節(jié)段，張拉扣索KS4、KS4和錨索MS4、MS4，調(diào)錨索力。工況5吊裝5、5節(jié)段，張拉扣索KS5、KS5和錨索MS5、MS5，調(diào)錨索力。工況6吊裝6、6節(jié)段，張拉扣索KS6、KS6和錨索MS6、MS6，調(diào)錨索力。工況7吊裝7、7節(jié)段，張拉扣索KS7、KS7和錨索MS7

50、、MS7，調(diào)錨索力。工況8吊裝8、8節(jié)段，張拉扣索KS8、KS8和錨索MS8、MS8，調(diào)錨索力。工況9吊裝9#合攏段，施加雙向水平推力，現(xiàn)澆接縫成拱，松吊索。對(duì)稱松扣索和錨索，完成肋拱體系轉(zhuǎn)換，形成邊肋單肋裸拱。表3.1 工況劃分及要緊施工內(nèi)容3.3.1.2吊裝施工模型圖相應(yīng)于各施工工況的計(jì)算模型如圖3-1圖3-10。圖3-1 工況1吊裝1節(jié)段圖3-2 工況2吊裝2節(jié)段圖3-3 工況3吊裝3節(jié)段圖3-4 工況4吊裝4節(jié)段圖3-5 工況5吊裝5節(jié)段圖3-6 工況6吊裝6節(jié)段圖3-7 工況7吊裝7節(jié)段圖3-8 工況8吊裝8節(jié)段圖3-9 工況9吊裝9節(jié)段圖3-10 工況10 松扣索，單肋成拱3.3.

51、2中箱現(xiàn)澆成拱中箱現(xiàn)澆施工工況及其要緊內(nèi)容如表3.2所示。表3.2 工況劃分及要緊施工內(nèi)容工況1111號(hào)施工要緊內(nèi)容工況1現(xiàn)澆1122節(jié)段頂?shù)装寮凹雍駥?。工況2現(xiàn)澆3344節(jié)段頂?shù)装寮凹雍駥?。工況3現(xiàn)澆5566節(jié)段頂?shù)装寮凹雍駥?。工況4現(xiàn)澆78節(jié)段頂?shù)装寮凹雍駥?。工況5現(xiàn)澆789節(jié)段頂?shù)装寮凹雍駥印?.3.2.2中箱現(xiàn)澆施工模型圖中箱現(xiàn)澆施工順序如圖2-11所示，中箱現(xiàn)澆施工日期如圖2-12所示。中箱現(xiàn)澆橫截面如圖2-13所示，分頂板和底板二次澆筑。3.3.3立柱、蓋梁澆注及行車道板安裝立柱和蓋梁施工工況劃分和要緊施工內(nèi)容如表2.3所示，共劃分為8個(gè)工況。該表依據(jù)實(shí)際施工情況編寫而成，與原監(jiān)控

52、方案相關(guān)內(nèi)容有些出入。表3.3 工況劃分及要緊施工內(nèi)容工況號(hào)施工要緊內(nèi)容工況11#1#立柱澆注18m,8#8#9#立柱蓋梁頂鋼筋籠完成,其余立柱墊梁完成。工況21#立柱澆注24m,1#30m,4#完成6m,5#完成6m,8#9#8#7#6#完成,其余立柱墊梁完成。工況31#1#立柱澆注30m,2#3#4#完成6m,5#6#7#8#9#8#7#6#完成,5#12m,4#3#6m,2#墊梁。工況41#立柱澆注30m,2#3#4#完成12m,5#6#7#8#9#8#7#6#5#完成,4#3#12m,2#墊梁,1#36m，安裝第9、10跨兩跨行車道板。工況51#立柱澆注36m,2#18m，3#12m，

53、4#5#6#7#8#9#8#7#6#5#4#完成,3#12m,2#6m,1#42m，安裝第6、7、8、11、12跨行車道板。工況61#42m，2#柱身完成3#4#5#6#7#8#9#8#7#6#5#4#3#完成，2#30m,1#42m，安裝第5、13、14跨行車道板。工況7拱上立柱全部完成，安裝第4、15跨行車道板。工況8吊裝其余行車道板。立柱和蓋梁施工工況模型如圖3-14圖3-21所示。圖3-14 工況1圖3-15 工況2圖3-16 工況3圖3-17 工況4圖3-18 工況5圖3-19 工況6圖3-20 工況7圖3-21 工況83.3.4 橋面系施工橋面系施工工況及其要緊內(nèi)容如表3.4所示，

54、劃分為1個(gè)工況。表3.4 工況劃分及要緊施工內(nèi)容工況號(hào)施工要緊內(nèi)容工況1澆注12cm加厚層，澆注防撞護(hù)欄橋面系施工模型圖如圖3-22所示。圖3-22 工況1-橋面系施工3.3 天池特大橋有限元分析方法3.3.1 有限單元法對(duì)拱橋施工操縱結(jié)構(gòu)計(jì)算正裝分析法和倒裝分析法，是以有限單元法原理為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法。有限單元法是將連續(xù)體理想化為有限個(gè)單元的集合體，使單元僅在有限個(gè)結(jié)點(diǎn)上相連接，即以一個(gè)有限單元體系代替一個(gè)無限個(gè)自由度的連續(xù)體，作為物理上的近似。先進(jìn)行單元分析，用結(jié)點(diǎn)位移表示單元內(nèi)力，然后將單元再合成結(jié)構(gòu)，進(jìn)行整體分析，建立整體平衡條件。通過結(jié)構(gòu)幾何條件、結(jié)點(diǎn)荷載等求出結(jié)構(gòu)單元中的結(jié)點(diǎn)位移

55、和內(nèi)應(yīng)力。在求解力學(xué)問題時(shí)，最普遍的是以單元上結(jié)點(diǎn)位移作為差不多未知量，這種方法稱為位移有限元法。3.3.2 天池特大橋結(jié)構(gòu)有限元模型在對(duì)天池特大橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，將其簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)。各施工節(jié)段的拱肋、拱上立柱和行車道板離散為梁?jiǎn)卧?，扣索為桁架單元。拱腳為固定端支座。依照施工步驟模擬每個(gè)施工時(shí)期的狀態(tài)，最后的成橋狀態(tài)是，每個(gè)施工時(shí)期位移、應(yīng)力的疊加。拱肋吊裝施工計(jì)算模型（1）計(jì)算模型依照施工圖（文件編號(hào)：0275S2004路），以及施工單位所提供的天池特大橋纜索吊裝施工方案（2006.12）,把肋拱圈上扣點(diǎn)、接頭橫隔板等處作為劃分單元的操縱節(jié)點(diǎn)，建立主拱圈合攏吊裝施工結(jié)構(gòu)計(jì)算分析平面模型，如圖

56、11所示。圖11 主拱圈合攏吊裝施工結(jié)構(gòu)計(jì)算分析平面模型（2）單元?jiǎng)澐掷吖啊?和6墩設(shè)置為平面梁?jiǎn)卧?，扣索和錨索設(shè)置為拉索單元。該吊裝施工過程計(jì)算模型共劃分為116個(gè)單元，有97個(gè)結(jié)點(diǎn)。其中，肋拱圈部分劃分為52個(gè)單元，有53個(gè)結(jié)點(diǎn)。單元?jiǎng)澐秩鐖D12所示。圖12 拱肋吊裝單元?jiǎng)澐謭D（3）單元橫截面幾何特性肋拱圈單元橫截面如圖13所示。圖13 主拱圈橫截面形式（4）材料特性主拱圈、橋面行車道板選用C50；交界墩選用C35；蓋梁選用C40、立柱和橫墻（含蓋梁和底座）選用C40。材料特性如表11所示。表11 材料參數(shù)表材料類型材料標(biāo)號(hào)彈性模量（Mpa）容重kN/m3線脹系數(shù)1C4032500261.

57、00E-052C353150025.51.00E-053C5035000261.00E-05拱上建筑施工計(jì)算模型（1）計(jì)算模型依照施工圖（文件編號(hào)：0275S2004路），建立天池特大橋主橋施工結(jié)構(gòu)計(jì)算分析模型，如圖14所示。圖14 主橋施工結(jié)構(gòu)計(jì)算分析模型（2）單元?jiǎng)澐謫卧獎(jiǎng)澐秩鐖D15所示。圖15 有限元計(jì)算模型拱肋、拱上立柱和行車道板離散為梁?jiǎn)卧珮驑蚬矂澐譃?03個(gè)單元，188個(gè)節(jié)點(diǎn)（其中主拱圈部分有52個(gè)單元，53個(gè)節(jié)點(diǎn)）。3.4 計(jì)算參數(shù)（1）一恒（D1）：一恒按照結(jié)構(gòu)容重加載。（2）二恒(D2)：按施工圖（文件編號(hào)：0275S2004路）設(shè)計(jì)講明給出,q=30kN/m。（3）初始

58、索力：在拱段吊裝過程中，最理想的扣索張拉方式是只張拉一次，往后不用調(diào)整索力的大小，就能滿足拱肋的線形和應(yīng)力要求。由于后續(xù)拱段不斷地吊裝定位和扣索張拉，后續(xù)工況吊裝的拱肋自重和張拉的索力必將對(duì)前面已裝好的扣索的索力和拱肋的正應(yīng)力產(chǎn)生專門大阻礙，因此扣索一次張拉到位的目標(biāo)是專門難實(shí)現(xiàn)的。利用大型通用有限元計(jì)算軟件midas civil 2012，對(duì)扣索的初始張拉力反復(fù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，可差不多達(dá)到一次張拉到位的要求。從而大大減少調(diào)索工作量，縮短工期。（4）活載（L）：公路I級(jí)車道荷載。圖1-6為活載的荷載形式。圖1-6 公路I級(jí)車道荷載（5）其他荷載：溫度荷載按公路橋梁規(guī)范取值，考慮其變化10C的阻礙

59、，考慮混凝土收縮徐變的阻礙。3.5本章小結(jié)本章以天池特大橋?yàn)楣こ虒?shí)例，介紹了天池特大橋的工程概況，并以圖表結(jié)合的方式分析了施工工況劃分。接著詳細(xì)介紹了有限單元法的理論，并將理論運(yùn)用于實(shí)際建模之中，采納MIDAS CIVIL建立了有限元模型，闡述了橋梁結(jié)構(gòu)建模思路，為天池特大橋的線性操縱、索力操縱等施工質(zhì)量操縱內(nèi)容作預(yù)備工作。4 天池特大橋施工質(zhì)量操縱研究4.1引言4.2橋梁線形操縱與索力監(jiān)測(cè)的原理和目的不管采納什么施工方法，橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中總要產(chǎn)生變形(撓曲)，同時(shí)結(jié)構(gòu)的變形受到諸多因素的阻礙,極易使橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中的實(shí)際位置(立面高程、平面線形)狀態(tài)偏離預(yù)期狀態(tài)，使橋梁難以順利合攏，

60、或成橋線形與設(shè)計(jì)要求不符，因此必須對(duì)橋梁實(shí)施線形操縱，使其結(jié)構(gòu)在施工中的實(shí)際位置狀態(tài)與預(yù)期狀態(tài)之間的誤差在容許范圍和成橋線形狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，當(dāng)結(jié)構(gòu)施工時(shí)采納纜索吊裝工藝，就必須確保吊索索力保持對(duì)稱和同步，因此需要對(duì)索力進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算，保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全。4.2.1 橋梁線形操縱的目的和意義天池特大橋采納纜索吊裝方法施工。主拱圈在合龍前實(shí)際上是一個(gè)具有多個(gè)自由度的活動(dòng)機(jī)構(gòu)，需要調(diào)整扣索來操縱拱肋的線形。結(jié)構(gòu)自重是隨著拱箱節(jié)段的拼接逐步施加于已扣掛的節(jié)段上，使已扣掛的節(jié)段撓度逐漸增大。在主拱圈合龍后，隨著后續(xù)施工過程，例如拱上建筑的施工，結(jié)構(gòu)自重將逐步施加于已合龍成拱的拱圈上，將使拱軸線