斜拉桥施工过程的预测和控制论文_汪惺,张星

斜拉桥施工过程的预测和控制论文_汪惺,张星

中铁一局集团第四工程有限公司 陕西咸阳 712000

摘要:伴随着我国经济实力和科学技术水平的不断发着和进步,综合国力与国际地位也在不断的提高,道路运输行业都是我国经济发展和进步的重要支柱产业,在城市化建设脚步逐渐加快的当今时代,桥梁工程的建设施工占有着举足轻重的地位。就斜拉桥的施工而言,在桥梁工程建设当中比较常见,施工内容比较复杂,对整个施工过程进行科学合理有效的预测和控制是保证施工效果和质量的重要前提。本文将以斜拉桥施工过程的预测可控制为主线,进行简要的分析和描述。

关键词:斜拉桥;施工过程;预测;控制

当今时代,出现了很多大跨度的斜拉桥工程,从而使得结构分析设计理论和施工技术都得到了极大的改进和完善,进而给斜拉桥工程的施工带来了严峻的挑战。在实际施工的过程当中,尽管可以运用各类相关的计算方式对各个施工阶段当中斜拉索力等进行理论的计算,但是仍然无法对可能出现的变形进行准确的预测,从而使得斜拉桥的施工质量并不能得到切实的保证,正因为如此,相关专家和学者针对斜拉桥施工过程的预测和控制进行了深入的分析和研究,下文将对此展开叙述。

1.斜拉桥施工控制中的两种索力形成方式

1.1一次到位法

在我国展开斜拉桥建设的初期,对于索力的调节工作难度较大,其主要的原因在于索塔结构自身完善程度不足,在脚手架产出之后无法在塔上进行相应的调整,不仅如此,张拉千斤顶搬运工作难度较大,并且相关的施工技术并没有得到实践的验证。尤其是在调索方面,并没有成熟的经验。正因为这些因素的影响,使得斜拉桥在设计方面通常需要根据施工的要求来使用倒装的方式来完成索力的确定工作。主要的工作原理是将成桥的状态作为基准,根据和施工步骤相反的顺序,计算出各个阶段施工状态之下张拉索力以及主梁与太高的线性,在完成桥梁的施工之后,斜拉桥的主梁线性可以达到比较理想的状态。

这种施工方式也可以称之为以此张拉法。主要是在实际施工的过程当中,将所有的斜拉索张拉到设计索力之后固定不变,对其进行预测控制。在实际施工过程当中可能出现两端挠度和塔顶水平位移的偏差不使用索力对其进行调整,而是任其发展,挡张拉之跨中合拢之时,可以使用压重等方式迫使其贺龙。这种施工方式操作难度低,但是对构建的制作方面提出了较高的要求。其主要是由于已经完成施工的主梁标准高度和索力无法进行调整,而主梁的线型控制难度较大,采用跨中强迫合拢的方式很容易对先前理想的结构进行干扰,改变理想的内力状态。

采用这种方式对斜拉桥的施工过程进行控制,前提是具有完善的监控条件,主梁具有较大的抗弯刚度,如果挂篮的质量较小,能够保持较高的控制精度。伴随着斜拉桥跨度的逐渐增大,主梁的结构对刚度逐渐减小,桥面的重量相对较大,可以采用一次张拉的过程单重通常可以保证施工过程当中可以以承受住较高的应力,如果施工和施工过程当中的监控工作出现失误,势必会对整个结构造成破坏,造成严重的影响。由此可以了解,采用一次到位法进行施工之时,相关工作人员应该对整个施工过程进行严密的监控。

1.2分次到位法

这种施工方式的主要方式是分次张拉和逐步到位,属于预测控制和事后调整控制相结合的控制方式,将主梁合拢为临界,在合拢之前主梁可以保持双悬臂状态,对施工的控制应该以主梁的标高作为基准。这种施工方式能够对施工程序进行有效的简化,在主梁合拢之后,对已经完成的多跨连续梁通过加大索力的方式进行调整,将梁体预抬高,能够在一定程度上抵消地面的中立,使之产生一定的下挠度。在必要的情况下,可以把混凝土的徐变和斜拉索非线性等影响进行统一的处理,在对预抬高之时同时得到解决。

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采用分次到位法之时,需要在整个施工过程当中对拉索进行分批的张拉,从而使得各个施工阶段的内力都能够保持极高的合理性,最大程度的保证各个部分的受力情况能够在总体上达到平衡的状态。

2.斜拉桥施工控制方法

2.1斜拉桥施工的开环控制法

就一些结构比较简单的斜拉桥而言,通常都是在设计过程当中对结构的恒载与活载进行估计,从而计算出桥梁的预拱度,在实际施工的过程当中,应该将此数据作为依据来完成相关的施工内容,在完成施工之后,保证结构能够基本与设计阶段所要求的内力和线形相符。如此才能够达到开环控制的效果。由于在实际施工的过程当中相关的控制量是单向决定,因此不需要相关人员不需要根据反馈情况对其进行改变。

对于早期的斜拉桥施工而言,基本都是在理论的基础之时,从理论到完成施工通常需要采用倒推的方式来进行分析,计算出各个施工阶段的主要位置及相关的索力,在实际施工的过程当中,需要严格按照计算出的位置和索力来进行安装。这是开环控制工作当中一项非常重要的控制工作,对于各个构建的安装和制作在精度方面提出了较高的要求,并且在结构力学的特性完全掌握的情况之下,这种控制方式具有极高的可行性。

2.2斜拉桥施工反馈控制法

在实际施工的过程当中如果出现施工状态高于设计状态指示,很容易产生结构线形与设计成桥状态差异较大的情况,从而使得斜拉桥存在严重的安全隐患。就预应力混凝土斜拉桥而言,施工过程当中的精度通常处于较低的状态,但是在设计工作的过程当中通常采用各项参数和现场材料数据之间存在一定的差异,进而在很大差异。反馈控制主要是利用施工控制量的实测数据对其进行适当的调整,最大程度的控制偏差,从而提高斜拉桥施工过程当中的控制效果,保证工程的施工质量和安全性。

2.3斜拉桥施工的自适应控制法

就预应力混凝土斜拉桥而言,在施工过程当中出现的任何一个情况都会对整体造成不同程度的影响,使得整个工程无法达到设计要求,其主要的原因在于有限元计算模型当中的相关参数在取用等方面和实际施工的情况存在着较大的差距,要想能够获得真实准确的控制调整量,要求相关工作人员能够将实际施工过程当中对结构反应进行测量,进而对计算模型当中相关的参数值进行修改,进而可以使计算模型能够与实际施工的情况保持一致力学归类。在闭环反馈控制的基础之上,还可以应用系统参数的识别过程,从而使得整个控制系统形成一个自适应控制系统。

结束语:前文对斜拉桥施工过程的预测和控制进行了简要的分析和描述。由于斜拉桥在实际施工的过程当中会需要经历多个阶段,并且会受到诸多因素的影响,需要相关工作人员能够在实际建设施工的过程当中对可能造成影响的因素进行有效的控制,通过全面仔细的考虑做到防患于未然。从实际的角度来讲,进行施工过程的预测和控制需要使用一系列的计算方法以倒推的方式计算出相关的参数,因此需要在进行计算过程当中,尽可能的保证计算模型的参数与实际情况相符,进而使得计算出的参数具有极高的实用性。交通行业是我国经济发展的命脉,桥梁工程的建设工作在这其中扮演着重要的角色,需要历代工作人员的不断努力,使得施工技术能够得到不断的提高。

参考文献:

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[4]魏世安.浅析斜拉桥施工过程的预测和控制[J].建筑工程技术与设计,2016,(20):1580-1580.

论文作者:汪惺,张星

论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期

论文发表时间:2019/5/7

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