高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制

高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制連續(xù)剛構(gòu)橋是墩梁固接的連續(xù)梁橋。它是在連續(xù)梁橋和T型剛構(gòu)橋的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的大跨徑橋梁最常用的形式之一，具有跨越能力大，行車舒適，無需大型支座等特點。該類橋梁特別適合于跨越深谷、大河、急流的橋位。今年以來，在西部大開發(fā)的交通建設(shè)中，穿越山嶺重丘區(qū)架設(shè)在陡坡深谷之間的高墩大跨度橋梁日益增多，給高墩、大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展帶來了新的機遇；同時，如何有效地提高該類橋梁的施工控制水平，確保結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，保證結(jié)構(gòu)的受力合理和線形平順，為大橋安全、順利地建成提供技術(shù)保障，是施工中特別需要關(guān)注的問題。1、工程概況某大橋位于太原至澳門高速公路某段。橋型為高墩大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑布置如下：75+2×135+75米，上部結(jié)構(gòu)均為單箱單室變截面箱梁，大橋跨中及端部梁高3.0米，底板厚0.3米，根部梁高7.5米，底板厚1.0米，箱梁梁高及底板厚度均按二次拋物線變化。主橋下部構(gòu)造均采用雙薄壁空心墩。某大橋橋墩橫橋向?qū)挾葹?.5米，順橋向兩墩外側(cè)距離9.0米，6、8號橋墩單片墩寬2.5米，9號橋墩單片墩寬3.0米，壁厚0.5米鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。橋墩承臺采用整體式15.0×25.7×4.0米。采用直徑為1.8米挖孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用掛籃對稱懸臂澆注施工，0、1號塊在墩頂及托架上澆筑完成，其余各段施工采用掛籃懸臂澆筑，邊跨現(xiàn)澆段采用支架施工，合攏段采用吊架進行施工。合攏順序為先邊跨后合攏中跨。2、施工監(jiān)控的目的與原則連續(xù)剛構(gòu)體系在施工過程中要經(jīng)歷多次體系轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)單元數(shù)量、荷載逐步變化，是一種復(fù)雜的超靜定結(jié)構(gòu)。為了保證工程施工質(zhì)量，就需要有一個科學合理的施工控制系統(tǒng)，來綜合考慮各種影響因素，嚴格監(jiān)控整個施工過程中結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力情況，達到指導(dǎo)施工的目的，以確保橋梁的成橋線形及結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)符合設(shè)計要求。其控制原則為：(1)施工過程中以截面的應(yīng)力和內(nèi)力為主要控制對象；(2)懸臂段合攏相對高差控制在20mm以內(nèi)；(3)橋面線形調(diào)整引起的橋面墊層厚度增減絕對值最小，平均值符合設(shè)計要求；(4)橋面預(yù)拱度滿足二期恒載、1/2活載作用和設(shè)計混凝土徐變年限內(nèi)的徐變變形要求。3、施工監(jiān)控的方法施工監(jiān)控方法主要可以分為兩個部分：施工過程模擬分析和參數(shù)調(diào)整。參數(shù)調(diào)整方面，某大橋運用了參數(shù)識別和灰色理論預(yù)測相結(jié)合的方法進行監(jiān)控。3.1施工過程模擬分析方法施工過程模擬分析是橋梁監(jiān)控的理論依據(jù)，由工程實際建立理論模型，對結(jié)構(gòu)各階段的內(nèi)力和撓度進行計算。在施工控制計算中，將各主梁離散成梁單元，三個墩底視為固結(jié)，兩邊跨端視為鏈桿支承。將單元幾何信息及各施工階段的荷載、徐變、收縮、預(yù)加力等信息輸入數(shù)據(jù)文件，先進行前進分析計算，再進行倒退分析計算。某大橋的施工仿真計算采用了目前能夠應(yīng)用于施工監(jiān)控的大型空間有限元軟件MIDAS/Civil進行施工仿真計算，下圖為某大橋的全橋三維數(shù)值模型：3.2參數(shù)調(diào)整理論在橋梁的實際施工中，由理論模型計算的某一施工階段的內(nèi)力、撓度等會與實際量測結(jié)果存在一定偏差，為了確保施工質(zhì)量，必須將偏差控制在容許范圍內(nèi)，當偏差超出容許范圍時，就必須對理論模型中的主要設(shè)計參數(shù)進行識別。設(shè)計參數(shù)識別是根據(jù)施工中結(jié)構(gòu)線形或內(nèi)力的實測值對主要設(shè)計參數(shù)進行識別，尋找產(chǎn)生偏差的原因。然后將修正過的設(shè)計參數(shù)反饋到仿真數(shù)值模型中去，重新給出施工中內(nèi)力和撓度的理論期待值，以消除理論值和實測值不一致的主要部分，最后達到內(nèi)力和撓度雙控的目標。至于灰色預(yù)測控制，則是將各控制點的標高理論計算值減去實測值得到誤差序列，建立誤差序列的GM(1,1)模型，求得誤差函數(shù)，得到誤差估計值，將誤差估計值和理論值相加得到預(yù)測值。胞灰色理論割的特點在蠶于預(yù)測，耳通過數(shù)據(jù)劇處理功能謙對誤差進斗行預(yù)測。冷參數(shù)估計至是參數(shù)識鵲別理論的略核心，參悶數(shù)識別法索把握了控士制參數(shù)產(chǎn)古生偏差的企主要因素炎。由于連少續(xù)剛構(gòu)橋鹽懸臂施工腳中對線形作誤差的糾胃正措施比瑞較少，控躺制誤差的蜓產(chǎn)生就顯破得尤其重鼓要。鑒于堪此，在預(yù)蚊應(yīng)力混凝蔽土梁橋撓生度控制過泰程中可以倘將這兩種閑理論相結(jié)劉合，充分蛙發(fā)揮各自蜘的所長。廟其思路是澇：在施工冊階段，根愈據(jù)狀態(tài)變客量（控制疊點位移、望控制截面賺內(nèi)力）的今實測值和呀相應(yīng)理論香值，運用繪參數(shù)識別懇法對影響鉤參數(shù)進行納識別和修狂正，重新分給出理論熄期望值；控然后根據(jù)疲理論期望看值和實際帝值的差別拘運用灰色譜預(yù)測法對騾下一節(jié)段腔的誤差進氏行預(yù)測。桌這樣既消逢除了產(chǎn)生苦偏差的主渣要因素，重又將控制臟系統(tǒng)本身富的誤差及解其他難以礦精確計算褲的隨機因攪素的影響陽降到最小伙。世4損、抖晚施工監(jiān)控姑的主要內(nèi)涂容羅施工監(jiān)控島的主要內(nèi)包容有：糞（稅1概）箱梁高靈程線形監(jiān)賄控；潛（夕2劑）箱梁平娛面線形監(jiān)磁控；個（嶄3頂）箱梁和攪薄壁墩控嚴制斷面應(yīng)塘力監(jiān)控；枝（梅4沖）箱梁溫獵度監(jiān)控。謀對于大型鞭大橋一般倚采用線形類監(jiān)控為主仰和應(yīng)力監(jiān)悶控為輔的組雙控措施催。本文主稻要介紹高曠程線形控涂制和應(yīng)力疾控制的主最要方法。燕4.1梁氣高程線形遮控制策對于高程標線形監(jiān)控涂，目前一價般有卡爾銷曼濾波法賓、自適應(yīng)榆控制法和絹人工網(wǎng)絡(luò)厘神經(jīng)跨（統(tǒng)B起P痕網(wǎng)絡(luò)）等脂方法。由只于自適應(yīng)深控制方法蛛易于被廣鐮大工程技編術(shù)人員理斥解和掌握蝴，已在多苗座橋梁建記設(shè)中成功筐應(yīng)用，因頁此，某大火橋在高程揀線形監(jiān)控騰方面采用壤自適應(yīng)控累制方法。匹自適應(yīng)控奧制方法進尸行箱梁高巡程監(jiān)控，烤其關(guān)鍵技準術(shù)有三點滾：箱梁理橋論標高的恨計算；箱礙梁撓度測蘿試方法；奧實測數(shù)據(jù)攔處理，參末數(shù)識別，估預(yù)測立模訊標高?，F(xiàn)識具體介紹維如下：皆（防1痕）箱梁理安論標高的腎計算盜在實施監(jiān)廊控之前，粗必須做好晶箱梁設(shè)計異線形、目度標線形和涂預(yù)拱度線伍形設(shè)計。醒箱梁三條困理論曲線漲確定后，犬即可以應(yīng)擔用預(yù)拱度噸曲線確定用箱梁立模關(guān)標高：磨式中：牙—碌第漂i佛階段的立肅模標高；西—瞧第益i涌階段的設(shè)匹計標高，饞由設(shè)計方嘴提供；集—仿橋梁承鍛受闊1/統(tǒng)2目靜活載所近引起的變遲形；繭—式橋梁竣工男后由于混陜凝土后期蠶徐變引起倚的變形，日可通過結(jié)輩構(gòu)計算求巾得；該—吉結(jié)構(gòu)某一紀點在立模珍之后，由若于以后的噴施工操作穩(wěn)使該點產(chǎn)裹生變形，良這種變形兄直到成橋卵竣工時為泳止。偷在標高控狗制中，只村要理論模判型與實際枕吻合，就刮可以根據(jù)惰上式得到濱立模標高版，在節(jié)段郵施工時，挨準確放樣距立模標高領(lǐng)，即可以險達到控制砍的目的。吩當實測變慎形和理論哄計算值不憐符時，應(yīng)遭調(diào)整計算捎參數(shù)，修箏正理論模毅型，消除留理論和實掛際的偏差脅，掌握實蒜際變形的窗規(guī)律，通傭過調(diào)整立個模標高對季橋梁進行沈控制。昌（藝2詳）箱梁理袋（論）撓郊度測試方幣法不碗戴筆者結(jié)合著以往施工痰監(jiān)控經(jīng)驗蜂，在某大文橋施工中檢，對每個姿箱梁懸臂煉澆注階段樂進行四次撿測量：育（丟1欠）掛籃移鑰動后；寸（忠2準）節(jié)段混執(zhí)凝土澆注崖完；銅（京3涉）張拉預(yù)顛應(yīng)力筋前葉；腿（荒4亮）張拉預(yù)僑應(yīng)力筋后急。這樣既柳抓住了施擋工控制的儲關(guān)鍵階段堵，也滿足藍了施工控栽制的全面悉要求。舅（肆3磚）箱梁實服測數(shù)據(jù)處慕理、參數(shù)鑄識別和預(yù)婚測標高臥箱梁實測俘數(shù)據(jù)處理巴、參數(shù)識譽別和預(yù)測女標高是相煎互關(guān)聯(lián)的矩三個環(huán)節(jié)謀。對于實職測數(shù)據(jù)處渡理的要求錯是及時準歷確，處理喬時對疑問男數(shù)據(jù)要及繩時復(fù)測、仿復(fù)查；參準數(shù)識別是宣依四階段劈測量的實假測值對主揀要設(shè)計參櫻數(shù)進行分掠析，然后迷將修正過誰的設(shè)計參杏數(shù)反饋到江控制計算亡中，重新育給出施工艇中的結(jié)構(gòu)擺內(nèi)力、變戴形值，以巖消除理論碰值和實測視值的偏差類；預(yù)測標短高在參數(shù)葉識別的基偏礎(chǔ)上進行嚼，參數(shù)識肥別時對實譯測數(shù)據(jù)的山分析要準教確無誤，烤對溫度影扒響，采用誕溫度－撓肉度變形測狗量解決。骨（巨4鉆）溫度變爐化對高程除線形的影熔響難賊實測數(shù)據(jù)遮的主要影素響因素是眾溫度，因舍此，對溫造度變化影燈響高程線背形的研究斑是必不抄可少的。快由于溫度聞場隨時隨瓶地都在變有化，要精叉確計算溫匯度的影響茄幾乎是不嶄可能的。創(chuàng)為了盡量斑避免溫度拳變化對高拴程線形的衣影響，在廳箱梁施工袍階段確立凝立模標高戶的時候，霸應(yīng)盡可能扣選擇在溫盲度較穩(wěn)定污、影響較膛小的時刻征進行。額4.2冶受應(yīng)力控制黨施工控制指中應(yīng)對結(jié)筒構(gòu)分析所消確定的關(guān)槳鍵截面的燕受力情況通進行應(yīng)力搖監(jiān)控，適窩時發(fā)出安慈全預(yù)警以逗采取處置遲措施和保孝證結(jié)構(gòu)安劫全。應(yīng)力眾控制是將盜現(xiàn)場實測治值和理論樹計算值相慌比較，通雹過二者偏脾差調(diào)整設(shè)斯計參數(shù)修逢正計算模游型，以達嬸應(yīng)力控制胳的目的。魔目前應(yīng)力賄檢測是通前過檢測應(yīng)灣變來反映略，而應(yīng)變奇檢測常用徹鋼弦式應(yīng)橫力計和鋼竹筋式應(yīng)力政計。鋼弦某式應(yīng)力計計由于具有陳性能穩(wěn)定質(zhì)、使用簡該便、受溫戚度影響小督且適于長俘期觀測而闖得到廣泛廁應(yīng)用。為匙了減小溫剪度的影響躲，觀測宜舍安排在早額晨進行，慌這樣能將足溫度引起要的誤差降貸到最低。招5壯、池開對施工監(jiān)寫控的幾點爆看法餅（哪1序）對大跨味徑連續(xù)剛擋構(gòu)橋進行臭施工控制唇式十分有泡必要的春設(shè)計文件懇所提供的任預(yù)拱度一乎般不能滿積足實際施掩工要求，廚施工控制夕不但能起供到補充設(shè)械計和輔助奉指導(dǎo)施工價的作用，醫(yī)更重要的距是能起到添對影響施冶工目標實搏現(xiàn)的各種頁因素的深權(quán)入研究、濱檢測及相盡關(guān)問題的神解決，對括深刻認識下大跨徑連購續(xù)剛構(gòu)橋桌的受力及苦變形特點逐，提高大我跨徑連續(xù)乓剛構(gòu)橋梁劈的設(shè)計、劑施工水平淺是十分有踏意義的。淺（些2和）施工