连续刚构桥梁施工控制分析

　　摘要：对于连续刚构桥梁，在施工的过程中要进行施工的控制，本文针对于连续刚构桥梁的施工控制做了一些探讨。 　　关键词：连续刚构桥梁 施工控制 分析 　　 　　概述： 　　连续刚构桥梁在施工过程中，由于桥梁结构的空间位置及形状随施工的进展将不断发生变化，要经过多次的体系转换过程，若同时考虑到施工过程中的结构自重、施工荷载以及混凝土材料的收缩、徐变、施工时间荷载等因素的影响，将可能导致桥梁合拢困难、成桥线形与设计要求不相符、设计状态难以保证等问题。因此，必须对大跨度桥梁的施工预拱度、主梁梁体内的应力等进行严格的施工控制。 　　一、施工控制的任务和工作内容 　　桥梁施工控制的任务就是对桥梁施工过程进行监测控制，确保在施工过程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围内，确保成桥状态符合设计要求。桥梁施工控制围绕上述任务而展开，主要内容包括以下几个方面： 　　(一)几何控制 　　不论采用什么施工方法，桥梁结构在施工过程中总要产生变形(挠曲)，并且结构的变形将受诸多因素的影响，极易使桥梁结构在施工过程中的实际位置(立面标高，平面位置)状态偏离预期状态，使桥梁难以顺利合拢，或成桥线形形状与设计要求不符，所以必须对桥梁实施控制，使其结构在施工中的实际状态与预期状态之间的误差在容许范围之内、成桥线形状态符合设计要求。 　　(二)应力控制 　　桥梁结构在施工过程中以及成桥状态的受力情况是否与设计相符合是施工控制要明确的重要问题。通常通过结构应力的监测来了解实际应力状态，若发现实际应力状态与理论(计算)应力状态的差别超限就要进行原因查找和调控。使之在允许范围内变化。结构应力控制的好坏不像变形控制那样易于发现，若应力控制不力将会给结构造成危害，严重者将发生结构破坏。所以，必须对结构应力实施严格监控。对应力控制的项目和精度还没有明确的规定，需根据实际情况确定。 　　(三)稳定控制 　　桥梁结构的稳定性关系到桥梁结构的安全，它与桥梁的强度有着同等的甚至更重要的意义。世界上曾经有过不少的桥梁在施工过程由于失稳而导致全桥破坏的例子，因此桥梁施工过程中不仅要严格控制应力和变形，而且要严格地控制施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。 　　(四)安全控制 　　桥梁施工过程中的安全控制是桥梁施工控制的重要内容，只有保证了施工过程中的安全。才谈得上其他控制与桥梁的建设，其实．桥梁施工的安全控制是上述变形控制、应力控制、稳定控制的综合体现，上述各项得到了控制，安全也就得到了控制。由于结构形式不同，直接影响施工安全的因素也不一样，在施工控制中需根据实际情况确定其安全控制的重点。 　　二、桥梁结构的理论计算分析 　　桥梁结构的理论计算通常用采用有限元法进行分析，主要是对各节段施工工况下的相应截面的应力、位移进行分析，作为监测和施工控制的依据。目前桥梁施工控制的结构理论计算方法主要包括：正装分析法、倒装分析法和无应力状态计算法。 　　正装分析法能较好地模拟桥梁结构的实际施工过程，得到桥梁结构在各个施工阶段的位移和受力状态，同时，考虑结构的非线性和混凝土收缩、徐变等问题。对于连续刚构桥梁，首先必须进行正装计算。施工预拱度应按照桥梁结构实际施工加载顺序的逆过程(倒装分析法)进行计算确定。只有按照倒装分析法计算出的各阶段变形去指导施工，才能使桥梁的成桥状态符合设计要求。 　　无应力状态法是以桥梁结构各构件的无应力长度和曲率不变为基础，将桥梁结构的成桥状态和施工各阶段的中间状态联系起来。在进行有限元分析时，根据其结构特点进行建模分析。在选用计算分析软件时，应考虑工程应用的方便，选用国内外结构有限元分析软件包(如桥梁博士、ANSYS、MIDAS、SUPSA P等)进行计算与分析，这些软件有很好的前后处理功能。一般而言，以正装分析法计算出的结果作为应力监测的依据，而以倒装分析法计算出的结果作为预拱度及高程控制的依据。 　　三、主梁结构应变测量及分析 　　（一）控制截面选择 　　例如，对于一个主桥为六跨(66m+4×120m+66m)连续刚构+连续箱梁的全桥，根据工程的特点和应力监控的需要，对主跨进行布置13个截面，88个应力量测点。每个“T”构的根部截面各布置8个测点，除侧板2个测点与水平成450方向布置外(测主应力)，其余6个测点均为顺桥向布置；其它截面各布置6个测点，均为顺桥向布置。 　　（二）布点时间 　　在主梁钢筋布置基本就绪、混凝土浇筑之前，在控制断面预埋传感元件，并做好相应的防护工作。对于预应力混凝土梁桥，主要是测试和控制桥梁结构纵向应力。因此，布点时，传感元件沿纵向(桩号方向)布置，用铁丝捆扎在主梁纵向钢筋的上(下)缘。 　　（三）测试分析结果 　　为了更准确地把握全桥各截面的受力状态，首先利用MIDAS对全桥进行整体分析，考虑各种一期载荷和二期附载，并把前一阶段各截面受力测试的结果与分析结果进行比较再进行适当的调整。成桥 　　后我们得到测试的各点应力值与理论计算值相差最大的也只有9％，这样就比较准确的预测了成桥后各截面的受力状态，保证了设计桥梁结构与施工后成桥的一致性。 　　结束语： 　　通过理论分析及现代施工控制技术，确定施工工艺参数具有关键性，合理选择工艺参数能够为合理成桥状态提供技术依据。利用有限元理论计算和施工线形测量相结合，使用人工神经网络等控制理论进行高程偏差调整和预测，能得到合理的施工预拱度，使桥梁的线形控制在或接近设计线形。 　　 　　参考文献： 　　【1】刘家海，周广利 青银高速公路济南黄河大桥跨大堤桥施工控制-武汉理工大学学报 2010(5) 　　【2】刘俊，陈铭 大跨径连续刚构桥施工控制研究-中外公路 2008(1) 　　【3】劳晓春 连续刚构桥的施工控制及其若干力学问题研究[学位论文]硕士 2005 　　【4】阮欣，石雪飞 大跨径预应力混凝土梁桥施工控制的现状与展望-公路交通科技 2006(11)