大跨度预应力混凝土连续梁桥控制要点论文_李扬,沈昊

大跨度预应力混凝土连续梁桥控制要点论文_李扬,沈昊

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摘要:预应力混凝土连续梁技术伴随着施工工艺、施工技术的优化、提升,开始在桥梁(大跨度)中运用。文章以此技术为例分析,从结构计算角度、设计等方面,对梁桥受力分析、研究,为之后类似的施工设计提供参照。

关键词:预应力混凝土连续梁桥;结构设计;结构计算

科学在进步、社会在前进,在各项建筑、交通等施工中,随着新工艺与技术不断出现并优化,预应力混凝土大跨径连续梁技术具有明显优势,如伸缩缝较少、结构刚度好、车行驶在上面时较为平顺及舒适、维护起来也更容易等等,因此,在桥梁(大跨度)设计中,常用此技术,并且成为了主要桥型。但是,经过这些年的实际运用,却发现已建成的大桥在运营过程中出现了各式各样问题。导致问题的原因很多,提升桥梁耐久性是极为必要。故在桥梁结构设计中运用科学、合理结构形式、截面尺寸,将合适的预应力钢束布置、建模计算,通过模拟结构各个阶段荷载状态,对结构之下的应力、强度进行验算,保证其安全使用。文章从影响施工控制因素方面着手,对预应力混凝土连续技术在大跨度桥梁结构设计中的运用进行分析。

1、影响施工控制的因素

施工的目的是让实际与设计可以最大程度相契合。而要达此目标应全方位了解施工时与设计的偏离原因,做好施工的有效控制。

1.1结构参数

结构参数对于大桥施工来说,是非常重要的。参数是施工中的基础资料,参数的准确性对于结果的分析,所产生的影响也是最直接的。但现实中,大桥的施工参数,与设计中的参数无法全部相契合,误差更是不可避免。从这里可以看了,在施工的控制中如何解决这些误差,确保结构模型参数与桥梁真实结构参数相接近,是最需要先解决的问题。

通常,结构参数包括以下几点:结构构件的截面尺寸、材料的容重、施工荷载、混凝土弹性模量等,应施工过程中根据现场实测数据修改计算模型参数,然后再指导施工。

1.2施工工艺

施工控制主要是为施工进行服务的。反之施工好坏也影响控制目标实现。除工艺要满足控制需求,在施工时要融入施工情况的非理想化带来构件制作以及安装情况的误差,让施工状态可维持在相应的控制当中。

1.3施工监测

对于桥梁施工控制而言,监测是少不了的方法之一,包括对变形、应力等方面的监测。但由于很多因素存在偏差,如测绘的方法、资料采集方面等等,因此在结构监测时,仍存在很多偏差。

1.4结构计算分析模型

不管运用什么手段、方法,都需要对实际桥梁结构进行简化,并且构建其计算的模型,此简化过程让计算模型和实际情况有误差存在,包括边界条件的处理、模型精度等等。这种控制中要在这方面做好大量的工作,有必要的时候还需要开展专门实验,这可以把模型误差影响到最低。

1.5温度变化

温度影响因素是非常大的。且影响也会随着温度的变化而不断改变,在不同时刻,对于结构状态开展了量测,成果也有不同,如在施工控制中未能重视这些要点则无法让桥梁保持着实际状态的数据,也无法确保其控制有效性,因此温度因素一定要考虑。

1.6材料收缩、徐变

对于混凝土桥梁结构来说,变形、材料收缩等,均有极大影响,这主要是因为在此施工中,混凝土采用的是加载龄期比较短,各个阶段期相差较大等所引发的,控制中需要认真研究,运用科学、合理、符合实际徐变参数以及计算的模型。收缩以此徐变,还会影响到成桥之后的运营结构改变,这也是需要设定预拱度所考虑的元素。

1.7施工管理

在桥梁施工控制中,其对象是施工自身,其管理的好与坏,关系着桥梁施工的进度、质量的好坏。施工进度对桥梁影响至关重要,如果未能根据计划开展,会为施工控制带来极大的难度,而最突出的就是悬臂施工。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆假设梁相与悬臂施工进度有区别,会让两悬臂在合拢前,所耗费的时间也不同,容易发生徐变变形。且这一变形估计难,因此在合拢时会有困难。

2、施工控制的工作内容

2.1几何(变形)控制

施工时,受多种因素影响,结构容易出现变形,这让大桥在施工时,其成桥位置与预期会有误差,让大桥合拢困难,或桥梁的形态和理论不一致,故需要开展对其的实施控制,让结构在施工中,实际线形与预期线形的误差可在允许的范围内,与成桥线形状况与设计需求符合。

对于控制的结果,要有相应的标准判断,在其施工控制中,其控制总目标以几何状态来明确,最后结果误差容许值及桥梁规模、技术难度等等有关系,当前未有规定相统一,需要根据具体的桥梁施工控制明确。

2.2应力控制

桥梁结构在施工中,设计和成桥状态受力情况是一定关系的,也是施工中极需要处理的问题之一,常通过结构监测解决实际的应力情况,如果发现实际应力状态、理论应力状态差别超出,需要对原因进行分析,之后开展调控工作,让其变化在允许范围内。结构应力控制好坏并不容易被发现,这比起变形控制来说更困难,如果应力控制不好则对结构危害甚大,严重的导致结构破坏。因此对结构应力一定要严格控制,对于控制项目、精度未明确规定,应根据实际情况,一般以下几点进行控制:

一是结构在自重作用下的应力,与设计相差需要控制在±5%左右;这一数据与结构在施工载体下的作用应力一样。

二是预加力除张前提下开展双控。即油表、伸长量控制,其误差范围为±6%。同时考虑摩擦阻力等因素。

三是注意其他应力引发的结构应力,如温度、风或雪荷载等。

四是施工中,缆索、支架等临时设施直接影响着大桥施工的安全。

2.3稳定性控制

对于当前来说桥梁的稳定性势必会引起他人的重视,但最主要重视的是桥梁在建成后,对其稳定性的计算。对于施工中有可能出现的失稳情况,不稳定等可靠有效手段来处理,特别是当跨径增大,或受到一些突发事件的影响,快速反应机制不完善,不能完全确保大桥的施工安全。故需构建起完整的、稳定的监控系统。当前,主要是通过稳定分析进行计算,同时结合结构的应力以及变形情况综合分析稳定性。

桥梁稳定安全系统为结构安全衡量的指标之一,但当前规范未能详细罗列出不同材料、不同结构、不同跨径下最小稳定的系数。因此这在未来还需要不断加强、完善。实施进程中大桥自身稳定性需要加以把控之外,在实施进程中使用的各种设施,如挂篮、支架等,其稳定性也要达到规范要求。

2.4 安全控制

桥梁施工中,其安排控制是桥梁施工一项极为重要的内容,只有确保其过程中的安全才可以控制桥梁的建设。同时其安全技术是之前所说其他控制的首要,包括应力控制、稳定控制、变形控制等。这些得以解决了才能确保结构处于可控状态,但由工程质量导致的情况不在这一范围内。因此结构形式的差异,对施工安全问题的影响也有区别,在施工中要以具体情况为基础,明确其控制的要点所在。

2.5施工控制的方法

连续桥梁施工的步骤:施工 监测 识别 优化调整 预测 施工(循环),实际上是施工根据预定的状态来推动。而现实中,不管是理论计算得到了理想的状态,或是在实际的施工中,均存在相应的误差。因此施工控制重中之重在于对于各式误差开展调整、辨别、分析,并且以此做好预测。施工法可运用预测的控制、线性回归等多种方法来开展。

结语 在桥梁安全施工中,施工的控制系统是不能少的,特别是对造价高的大跨度桥梁尤为重要的。现代的桥梁控制也是桥梁施工中的必然形势,在实际工作中一定要特别重视。

参考文献:

[1]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[J]人民交通出版社,2010

[2]杨友无.大跨度预应力混凝土连续式桥梁施工与质量控制.西南交通大学.2014

论文作者:李扬,沈昊

论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期

论文发表时间:2019/6/20

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