1 概述
1.1 桥梁概况
贵州省夹岩水利枢纽及黔西北供水工程包括水源工程、毕大供水工程、灌区骨干输水工程三大部分。白甫河管桥为灌区骨干输水工程中的一部分，管桥为2级建筑物，设计洪水标准30年一遇，校核洪水标准100年一遇。
白甫河管桥为钢筋混凝土悬链线无铰箱型拱桥，净跨径180m，净矢髙36m，净矢跨比1/5，拱轴系数m=l.988，拱圈采用C55钢筋混凝土单箱双室结构形式，箱型截面宽8m、高3.2m。拱脚0#段顶底板厚度由60cm渐变至35cm，边腹板厚度由65cm渐变至45cm，中腹板厚度由50cm渐变至30cm；拱顶13#节段中腹板厚度由30cm渐变至45cm，拱上排架处横隔板厚度为35cm，排架立柱间横隔板厚度采用30cm。白甫河管桥结构图见图1.1.1。
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图1.1.1 白甫河管桥总体布置图
2 施工监控计算及误差分析
2.1 计算内容
（1）施工前期监控计算
施工前期计算主要包括以下内容：
a. 校核主要设计参数
设计参数是结构分析计算的基础，其取值大小直接关系到计算结果。由于某些参数本身存在一定的不确定性，取值时仅依靠规范不一定合理，需要结合管桥实际及试验因素来确定。为了保证施工监控计算的准确性，同时起到设计复核的作用，需对主要设计参数（材料参数、截面参数、荷载参数等 ）进行复核。
b. 施工工艺复核计算及合理优化
在设计阶段，对于施工工艺计算是理想化的，难免与实际施工过程有差别，因此在施工之前有必要根据现场实际施工方案对整个施工过程中进行计算。一方面起到设计复核计算的作用，另一面，通过计算对施工方案进行合理优化，以保证施工过程结构安全，同时方便施工。
（2）施工期间监控计算
a. 施工过程各状态线形及相应控制位置内力（或应力）确定
施工过程复杂，荷载在不断变化、结构体系也在不断变化，因此结构的线形、内力和应力也会随着不断变化。施工控制中必须对整个施工过程进行仿真计算，考虑荷载和结构体系的不断变化，尽可能真实得的模拟实际施工过程。通过仿真计算，得到施工过程各状态线形及相应控制位置内力（或应力）。首先对施工方案进行复核计算，若可行，则可按方案施工，若有必要，则按我们的计算结果施工。根据施工过程，计算结果将主要包括以下内容：
a)成桥线形和内力；
b)各施工阶段下的线形和内力；
c)扣、锚索张拉控制力；
d)悬臂浇筑各施工阶段稳定性分析；
e)各阶段下的拱座位移；
f)温度影响计算；
g)合龙阶段的线形调整计算；
h)索力调整方案
b. 施工过程各状态控制数据的实测值与理论值对比分析
通过计算分析可以确定桥梁结构各施工阶段理想目标状态，但是在实际施工中结构的实际状态并不是与理想状态吻合，各状态控制数据实测值与理论值总存在一定的误差。在监控过程中应及时进行误差分析，确定误差产生的原因。
（3）施工过程模拟
施工过程结构状态模拟分析是施工监控的出发点。在施工监控开始前，根据施工图及施工方案，对结构进行成桥状态验算和施工过程模拟分析。
本项目施工过程模拟计算采用通用桥梁分析程序MIDAS/CIVIL。按照设计及施工单位给出的施工工序及基本参数，首先确定合理的成桥状态，然后采用正装计算方法确定各施工状态下的结构受力和变形等控制数据。通过施工过程模拟分析，得出如下成果：
1）复核设计文件：对桥梁的应力、变形及整体稳定性等进行整体受力复核；对关键节点局部区域的应力及稳定进行分析；对施工过程进行模拟分析。
2）确定施工参数：主要是指主拱施工方法的确定、悬浇施工挂篮参数的确定、扣锚索索力的确定、索力张拉调整的确定、立柱及桥面合理施工顺序的确定等。
3）对施工方案的临时变更进行及时论证：由于施工过程的复杂性，施工方案的局部改变不可避免，施工监控工作将配合好施工单位，以服务工程为原则，及时对变更的施工方案的可行性进行论证，并将监控指令进行相应的调整。
主拱结构建模分析过程：
a、材料的特性和参数。
b、结构单元、节点的划分，边界条件的模拟。
c、输入结构截面特性。
d、根据施工方案规定的支架安装顺序、预压顺序、悬臂浇筑顺序、拱上结构加载等程序，按照相关的施工程序产生的临时荷载、施工荷载、结构自重等荷载的进行模拟，计算相关荷载对结构内力、变形、稳定性的影响。
e、必要时需模拟温度变化、风荷载等对结构不利影响，并进行不利内力组合状态下对结构内力、变形、稳定性等的影响。
2.2计算荷载
荷载：索塔构件、缆风索、锚扣索重量按78.5kN/m3，砼容重按26.13kN/ m3，挂篮与模板总重量约850kN，采用集中荷载施加于挂篮锚固处。
均匀温度：升温取10度，降温取10度。
风荷载：分别考虑顺桥向和横桥向对结构的不利作用，风压计算根据规范，按当地百年一遇风压值考虑。
2.2.1 施工误差分析与调整方法
在每个阶段施工结束后，对上个施工阶段的结构安全、施工控制目标实现情况及施工误差情况等进行分析；并根据目前施工误差情况及施工的安全风险等因素，确定施工误差调整方案，在下一节段施工前，给出新的施工监控指令。
施工误差分析及调整的流程如下图所示。
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图2.2.1 施工误差分析与调整流程
根据本项目桥梁特点，可能引起理论预测误差的原因是多方面的，主要表现在：
1）结构重力误差：结构重力误差主要来自构件几何尺寸的差异和材料容重的偏差，特别是混凝土材料容重在施工过程中也会出现波动，在几何尺寸不变的前提下，将引起结构重力误差。
2）施工活载误差：无论是分布活载还是集中活载都可能出现误差，这种误差主要包括两个方面，即活载集度和作用位置。
3）索力误差：引起索力误差的因素很多，包括张拉机具、锚固设备、结构之间摩擦、钢索尺寸、钢索模量等。
4）收缩和徐变误差：引起混凝土收缩和徐变影响误差的原因是多方面的，包括收缩和徐变系数的取值、混凝土加载龄期大小、各节段之间龄期差异、各部件受力状态不同等。
5）材料模量误差：材料弹性模量，特别是混凝土材料的弹性模量离散性很大，直接影响到结构力学性能。
6）温度变化误差：桥梁结构周围环境温度的变化具有一定的随机性，会引起结构温度的变化，并通过材料热膨胀系数影响桥梁结构的变形和受力。温度变化误差涉及周围环境温度误差、结构本身温度误差和热膨胀系数误差三个方面。
论文作者:郭永权
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/8
标签：误差论文; 结构论文; 荷载论文; 过程论文; 内力论文; 状态论文; 线形论文; 《基层建设》2019年第32期论文;