刚构—连续组合箱梁桥施工监控研究

摘要

桥梁施工监测与控制是桥梁施工技术的重要组成部分,它以设计成桥状态为实现目标,在整个施工过程中,通过实时监测桥梁结构的实际状态和环境状况,获得桥梁结构实际状态与理想状态之间的差异(误差),运用现代控制理论,对误差进行识别、调整、预测,使桥梁施工状态最大限度地接近理想状态,从而保证桥梁结构在施工过程中的安全,最终达到桥梁结构成桥状态满足设计和施工规范要求。
　　 预应力混凝土刚构-连续组合箱梁桥作为预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥的改良,已经成为一种结合悬臂浇筑方法施工的合理桥梁结构形式。它能使材料充分发挥各自的特长,既能加快工期又能节省材料和费用,因而成为大跨度桥梁中颇具竞争力的桥型。但是采用悬臂施工方法的刚构-连续组合箱梁桥的施工却是一项比较困难的任务,即使严格按照设计指定的施工方法进行施工,也会产生结构体系的各类响应值与预期值不一致的现象。这是因为一方面作为高次超静定桥跨结构,其成桥的梁部线形和结构恒载内力与施工方法有着密切的关系,不同的施工方法和工序会导致不同的结构线形和内力,而即使是实际施工工期也不可能与设计计算采用工期完全一致。另一方面,由于各种因素(如材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载、温度影响等)的随机影响,以及在测量等方面产生的误差,结构的原理论设计取值难以做到与实际测量真值完全一致,两者之间会存在偏差。尤其值得注意的是,某些偏差(如主梁的标高误差、轴线误差等)具有累积的特性。若对偏差不加以及时有效的调整,随着主梁的悬臂长度的增加,主梁的标高会显著偏离设计值,造成合龙困难并影响成桥的内力和线形。大跨度梁桥建成后主梁的最终外形曲线与设计严重不符合的施工实例,国内外屡见不鲜。这不但影响了桥梁的美观和行车舒适,同时也使桥梁的最终内力状态偏离设计值,缩短了桥梁的使用寿命。
　　 本文结合富春江大桥的施工控制,针对大跨度刚构-连续组合箱梁桥施工监控的关键是建立施工监控体系并保证其正确的运作:一方面根据选定控制参数的理论计算值,形成施工监控目标;另一方面,针对实际施工过程中由于种种因素所引起的理论计算值与实测值的差异,采用一定的方法加以控制和调整。通过以下工作:(1)根据施工全过程实际发生的各项影响桥梁内力与变形的参数,结合施工过程中现场测得的各阶段主梁内力(应力)与变形数据,进行实时分析和结构验算;(2)对每一施工阶段,根据分析验算结果给出梁段立模标高等施工控制参数;(3)采集各类施工中反馈的主梁内力和变形值,以应力预警体系及施工误差容许度指标对施工状态进行安全度评价和灾害预警;(4)进行施工误差状态分析、找出产生误差不合理状态的原因,提出修正对策和调整措施;(5)确保整个施工过程结构的受力和变形始终处于安全的范围内;(6)确保成桥以后的内力状态和外形曲线满足设计规范和设计理论的要求。确保达到施工监控工作的目标:
　　 1.施工过程中和竣工之后结构内力状况满足设计要求;
　　 2.成桥的线型逼近设计状态;
　　 3.精度控制和误差调整的措施不对施工工期产生实质性的不利影响。
　　 4.主梁合龙前两端标高误差、轴线偏差符合规范要求。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 桥梁施工监控的重要性

1.2 桥梁施工监控的现状

1.3 桥梁施工监控的发展

1.4 本文主要研究工作

第2章 桥梁施工监控的内容、方法

2.1 桥梁施工监控的内容

2.2 桥梁施工监控的方法

2.2.1 桥梁施工控制结构的分析方法

2.2.2 桥梁施工控制结构的计算方法

2.2.3 桥梁施工控制的理论分析与参数调整

2.2.4 灰色系统理论在桥梁施工控制中的应用

第3章 富春江大桥施工监控

3.1 工程概况

3.2 施工控制结果

3.2.1 桥线形监控

3.2.2 应力监控

3.2.3 温度场监测

结论

参考文献

致谢