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橋梁施工監(jiān)測控制意義及方法
更新時間:2021-04-10 17:51
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一、橋梁施工監(jiān)控的目的
施工監(jiān)控的目的就在于:
      (1)通過施工監(jiān)控與控制,為合理成橋狀態(tài)提供技術數據。通過對關鍵部位和重要工序的嚴格監(jiān)控和控制,準確給定和及時調整梁端立模標高,優(yōu)化施工工藝,簡化施工流程,確保合攏精度,使成橋后的結構線型和內力滿足設計要求。 

     (2)通過有限元方法理論計算和施工線形測量相結合,進行高程偏差調整和預測,能夠得到合理的施工預拱度,使橋梁的線形控制在或接近設計線形。消除可能對結構安全和施工安全產生影響的不利因素。
     (3)借助現代測試技術,對實際結構進行測試,分析測試應變中溫度等諸多影響因素,能掌握實際結構的真實應力,通過結構應力分析,發(fā)現可能出現裂紋的部位,對那些張拉過程可能產生的預應力應力不足或危險截面應力超出安全范圍的情況及時采取補救措施,防患于未然。
     (4)收集施工和成橋試驗全過程的信息,為橋梁結構理論、橋梁科學研究和發(fā)展提供數據。
二、橋梁施工監(jiān)控的技術方法

      第一種是采用糾偏終點控制的方法,就是指在建筑施工中對主橋梁的線形偏差的因素進行跟蹤控制,隨時進行糾偏,最終達到設計試圖的理想效果。這種方法是采用kalman濾波法和灰色理論等等。這種施工的方法工作量大,控制效果還不一定理想。
      第二種是應用現代控制理論中的自我適應控制法,就是對施工過程中的標高和內力實測值和預測值進行對比,對橋梁結構的基本主要參數進行識別,找出產生偏差的原因,從而對參數進行修正,進而達到控制參數的目的。使實測值和預測值達到設計的理想狀態(tài)。第三種是方法就是在設計是給主梁標高和內力的寬容度一個最大值,從而減少了控制的難度。
三、大跨度橋梁施工監(jiān)控的關鍵技術
1、 大跨度連續(xù)梁橋和連續(xù)剛構橋施工監(jiān)控的關鍵技術
       國內已建大跨度連續(xù)梁橋和連續(xù)剛構橋基本上均采用自架平衡施工方法,也稱為懸臂平衡澆注法。這種施工方法是將橋梁沿橋縱向劃分為許多節(jié)段,先在各主墩上用掛藍分段對稱懸臂澆注(或拼裝)形成T構,采用落地支架澆注邊跨現澆段,然后按照先邊跨后中跨的順序進行合攏。
對于連續(xù)梁橋存在主梁與主墩臨時固結和體系轉換的施工。 對于采用自架平衡施工方法大跨度的梁式橋,施工監(jiān)控的主要關鍵技術是:

       (1)施工預拋高值的確定;
       (2)立模標高的監(jiān)測與調整;
       (3)控制截面的應力監(jiān)測。
2、 大跨度組合拱橋施工監(jiān)控的關鍵技術

      大跨度組合拱橋的施工通常采用無支架施工,主要成拱施工方法有纜索吊裝法、斜拉扣索法、轉體施工法和懸臂施工法。
      纜索吊裝法施工是在主墩搭設纜索支承塔架,將主拱圈分段掛扣在主攬或塔架上進行成拱合攏拼裝。
      斜拉扣索法施工是將分段的拱肋用起吊設備運吊至預先確定的位置,用高強鋼絲將拱肋吊掛在指定的設計標高位置,對稱地從拱腳開始逐段連接,直到拱頂進行合攏固結。
      轉體施工是將半邊拱肋在主拱墩附近的支架上澆注或拼裝好,在主墩上設置轉動裝置,采用卷揚機和平衡重塊進行平面和豎向轉動,當兩半邊拱肋轉動到設計標高位置進行成拱合攏。 
無論拱橋采用什么施工方法,拱橋施工監(jiān)控的主要關鍵技術有:

       (1)主拱肋施工成拱的線形控制;
       (2)吊桿與系桿張拉力的控制;
       (3)控制截面的應力監(jiān)測。
3、大跨度斜拉橋施工監(jiān)控的關鍵技術

      大跨度混凝土斜拉橋多采用自架體系施工,也稱為平衡懸臂施工。該方法與同梁式橋懸臂施工一樣,先從橋塔開始對稱地逐段懸臂伸長,每澆注一個節(jié)段進行預應力張拉和掛斜拉索,當懸臂施工到最大確定的懸臂長度后,在邊跨和中跨的跨中進行合攏施工。
斜拉橋與梁式橋不同是斜拉索的索力的可調性,因此其施工監(jiān)控的主要關鍵技術是:

       (1)主塔的水平變位控制;
       (2)橋面線形或斜拉索的索力控制;通常當主梁剛度較大時,則以索力控制為主;若主梁剛度較小時,則以線形控制為主。
       (3)控制截面的應力監(jiān)測。
4、大跨度懸索橋施工監(jiān)控的關鍵技術

         大跨度懸索橋通常是先架設主纜,然后安裝吊桿,再逐段安裝加勁梁。主纜的架設是先通過牽引索將主纜的各股鋼束架設好,然后采用編索機編股成纜。懸索橋施工監(jiān)控的主要關鍵技術是:
       (1)主纜線形的控制;
       (2)索鞍的推力和滑移控制;
       (3)加勁梁安裝的標高控制;
       (4)吊桿拉力監(jiān)測; 

       (5)索塔變位監(jiān)測;
       (6)主纜索股的張拉力監(jiān)測; 所有橋梁的施工監(jiān)控首要任務是分析計算,確定施工控制目標。然后是施工過程的監(jiān)測和調整,確保預期控制目標實現。
四、在監(jiān)控下的施工方法
1、先完成施工監(jiān)控的內容 

       (1)、施工過程的模擬計算;
       (2)、大橋箱梁應力、應變的測量,通過應力、應變的實時監(jiān)測,確保施工過程的安全;
       (3)、施工過程結構狀況的評價與立模標高建議,通過測量和計算分析不斷調整立模標高,確保成橋后標高的實現;
       (4)、混凝土彈性模量抽測,徐變系數和收縮系數的預估、修正,以便為計算分析提供實際的計算參數;
       (5)、混凝土溫度影響的預估,通過溫度變化對收縮和徐變以及結構溫度應力的影響,為施工安全和結構安全的評估提供分析判斷的依據。
 2、施工過程的模擬計算:包括有限元分析計算模型的建立、施工階段的劃分、計算荷載的確定、理論預拱度計算、預拱度設置。
3、施工監(jiān)控系統(tǒng)的建立:

       (1)施工線形監(jiān)控系統(tǒng):連續(xù)箱梁橋的施工線形監(jiān)控內容包括:箱梁的高程線形監(jiān)控和箱梁的水平線形監(jiān)控。包括以下內容: 測點布置、 測量方法選用、 監(jiān)測工況記錄;
       (2) 施工過程應力監(jiān)控:連續(xù)箱梁橋的應力監(jiān)控是對結構分析所確定的結構關鍵截面的受力情況進行應力監(jiān)測,
適時發(fā)出安全預警以采取措施和保證結構安全。包括以下內容: 測點布置、 測量方法選用、 監(jiān)測工況記錄;

       (3) 施工過程的溫度監(jiān)測:溫度是影響施工監(jiān)測數據的主要因素之一。溫度對箱梁撓度的影響一般規(guī)律有:①溫度變化對箱梁撓度變化具有滯后的現象。②箱梁頂底板面的溫差對撓度也產生影響。
包括以下內容: 測點布置、 測量方法選用、 監(jiān)測工況記錄;

       (4)監(jiān)控流程:連續(xù)箱梁橋的主橋高程線形監(jiān)控是整個施工監(jiān)控過程中的重點也是難點。主橋高程控制的目的是準確提供每一個箱梁節(jié)段的立模標高。通常高程線形控制
       一般采用自適應的控制方法。自適應控制方法進行箱梁高程線形監(jiān)控,其關鍵技術有三點:箱梁理論標高的計算;箱梁撓度的測試方法;實測數據的處理,參數識別,預測立模標高。
五、總結
      在橋梁施工中進行全面的監(jiān)控是有必要,也是有意義的,它能檢測到整個工程在施工中出現的一些技術問題、安全問題、質量問題等,為工程順利完工奠定基礎。

 
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