浅谈大跨度预应力混凝土连续梁桥施工监控技术?

作者&投稿:洪叶 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
下面是中达咨询给大家带来关于大跨度预应力混凝土连续梁桥施工监控技术,以供参考。
大跨度预应力连续梁桥施工方法主要为悬臂施工,了解施工监控的方法和影响成桥线形及结构内力等主要因素。通过施工监测和采取一定的控制措施,大桥悬臂施工顺利合龙,很好地达到了规范及设计要求。
前言
随着公路建设的飞速发展,各种大跨度预应力混凝土连续梁桥得到广泛应用,其施工方法多为对称悬臂施工。大桥的悬臂施工要经历一个长期而复杂的施工过程以及结构体系转换过程,各施工阶段的结构受力都将伴随着结构体系、约束条件和荷载作用的变化而不断变化。由于施工过程中受到许多不确定性因素,包括材料的性能、施工荷载、预应力损失、混凝土收缩徐变、温度等的影响,造成桥梁结构实际状态与理想状态之间存在差异,因此在桥梁施工过程中有必要对桥梁的实际反应(高程、线形、应力等)实施严格的全过程施工控制,保证桥梁建造质量、确保施工过程的安全,以及成桥结构内力和线形等符合规范及设计要求。
1施工控制影响因素分析
悬臂浇筑施工过程中,对桥梁内力和线形造成较大影响的因素主要有下列几个方面,排除这些影响因素,测试结果才更具可靠性,正确指导施工。
1.1截面特征参数。桥梁施工可能存在截面尺寸误差,这种误差将直接导致截面特征参数(截面面积、截面惯性矩等)的误差,控制过程中通过结构变形和内力的实时监测数据对截面特征参数进行动态修正并作误差分析。
1.2材料特性参数。材料特性参数主要指材料的弹性模量E,对于混凝土材料来说,弹模在施工过程中会有一定的波动,在桥梁施工计算中要按照实测值进行分析。
1.3温度及混凝土收缩徐变。温度变化对桥梁结构的内力和变形有较大影响,但桥梁结构中的温度场的影响比较复杂,一贯作法是通过定时观测(如每天早晨日出前进行观测)来尽量减小温度影响。混凝土收缩徐变与桥梁结构的形成历程有着密切的关系,在混凝土桥梁结构中,混凝土收缩、徐变对结构的内力与变形都有明显的影响。
1.4荷载参数。荷载参数主要是指结构构件自重力(容重)、施工临时荷载和预加力。对于悬臂施工预应力混凝土连续梁,由于容重变化、涨模等原因引起的构件自重变化经常发生而又没有一定的规律。由于施工组织不合理材料堆放引起的施工临时荷载,也会有较大的误差。对于结构体系中的有效预加力,由于预应力损失的变化也常常引起不小的误差。
2监控方法和程序
在实际监控中,首先将由设计单位计算确定的各施工阶段的主要测试部位的施工控制目标值输入监控管理系统,然后对施工阶段完成后的现场监测数据进行判别,并对两组数据进行分析,提出施工控制决策所需的信息。同时依据监测的结构参数真实值进行施工阶段计算,确定出每个悬浇节段的立模标高,并在施工过程中根据施工监测成果对误差进行分析、预测和对下一节段立模标高进行调整,以此来保证合龙段两悬臂标高的相对偏差不大于规定值,同时成桥后桥面线形、结构内力状态符合设计要求。箱梁施工过程监测与控制系统流程。
各节段立模标高按以下公式计算
H=H0fif挂篮1/2fp
式中:H-待浇梁段主梁前端立模标高;H0-设计标高;fi-本施工阶段及以后各施工阶段对该点挠度影响值,该值包括恒载、移动荷载、徐变、体系转化、预加应力等影响;f挂篮-本节段的挂篮变形值,由加载试验提供;fp-使用阶段活载作用下产生的最大竖向挠度。3监控实例
某公路桥为48.6m3×64m48.6m变截面预应力混凝土连续梁,桥梁总宽度为26.5m,分两幅桥建设,中间预留1m后浇湿接头,主桥单幅箱梁为单箱单室截面。主跨支点处梁高4.0m,跨中梁高2.0m,梁底按二次抛物线y=4f(L-x)x/L2变化。箱底宽7.25m,箱顶宽13.25m,箱梁翼缘宽度桥外侧为3.5m,内侧为2.5m,箱梁采用三向预应力混凝土结构。
3.1箱梁应力监控。对于连续梁,主梁在悬浇施工中各截面的应力随工况的不同,同一截面上下缘的应力不断变化。主梁在悬浇过程中可按静定结构考虑控制截面,悬浇完成后结构体系转换,此时应按超静定结构考虑控制截面,在这些截面内布置传感元件,进行应力测试和施工控制。在悬臂施工阶段,主梁最关键截面为0号块悬臂根部处的截面;在合龙后,除0号块悬臂根部处的截面外,跨中合龙段也是关键截面之一。
传感器采用国内常用的钢弦式应变计,该种传感器具有测试精度高,稳定性好等特点。在钢筋绑扎完毕、混凝土浇筑之前,用铁丝绑扎在主梁的纵向钢筋的上。为了减少混凝土徐变和温度应变的影响,在施工测量上采取加密测量次数、变量分段累计的方法。即在主要荷载变化前后及时测量,因其时间间隔较短,其间的混凝土徐变就比较小,选择日出前梁体温度较均匀时测量,此时不均匀温度场温度应力变量小。计算总应力时,先算出每一工况荷载变化前后的阶段应力(混凝土灌筑前后),然后累计计算出总应力[3]。图4为某截面悬臂施工过程中应力实测值与计算值曲线,从图中可以看出两条曲线的变化趋势基本一致,其差值较小,说明施工过程比较正常,符合设计状态。通过对箱梁控制截面混凝土应变的实时监测,计算和分析后可知施工各阶段箱梁控制截面混凝土应力均在设计限值要求范围内,混凝土浇筑、预应力钢束张拉、结构体系转换等荷载作用下的箱梁混凝土应力的无突变现象,施工过程在安全和可控状态下进行。
计算值比较
3.2线形监控。测量和基准点的设立利用大桥两侧的大地控制网点,使用后方交汇法,用全站仪测出墩顶测点的三维坐标,将墩顶标高值作为主梁高程的水准基点。每一墩顶布置一个水平基准点和一个轴线基准点,做好明显的红色标识,每隔10d进行一次联测,同时观测墩的沉降。梁挠度、轴线和主梁顶面高程的测量在每一节段悬臂端梁顶设立3个标高观测点和1个轴线点。根据各节段施工次序,每一节段按三种工况(即浇筑混凝土后、张拉后和拆除支架后)对主梁挠度进行平行独立测量,相互校核。结构几何形状的测量主要包括:主梁上下表面的宽度、腹板厚度、上盖板和下底板的厚度、主梁截面高度以及主梁施工节段的长度等。通过对各节段立模标高的调整,该公路桥最终合龙时,合龙段两侧高差均在20mm以内。成桥线形,高程等均符合设计要求。
结束语
(1)施工过程监控对于悬臂浇筑施工安全性具有重要的意义,是保证桥梁建造质量的重要手段;(2)通过施工监控,施工工艺参数更具合理性,各节段立模标高的确定更加合理,保证了桥梁结构内力和线形符合设计要求;(3)施工监控可以掌握实际结构的真实应力状态,为桥梁的运营和养护提供基础资料。
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大跨度预应力混凝土连续钢构桥的主梁(箱梁)通常设计为三向预应力体系...
答:可以做后期加固。体外预应力,或粘钢,增大截面等等 公路桥梁预应力混凝土它为大跨度桥梁在世界各地的迅速发展,开辟了新的途径。二、预应力混凝土结构

大跨度预应力连续梁桥为什么一般不采用不等跨和变截面形式
答:这句话好像意思说反了。大跨度预应力连续梁桥为什么一般采用等跨和变截面形式。等跨一般在中间几跨,只有边跨采用不等跨;中间等跨对于施工增加方便,模板和设备可以重复使用;边跨不等跨是为了平衡中间等跨自重荷载;变截面形式是减轻自重,合理利用材料。

预应力混凝土连续梁桥设计思路?
答:下面是中达咨询给大家带来关于预应力混凝土连续梁桥设计思路,以供参考。(一)研究的基本内容1.方案比选比选主要依据安全美观,耐久适用,经济合理(1)确定桥梁孔径;(2)初拟桥梁图示;(3)方案比选。2.上部结构设计 (1)截面尺寸的拟定;(2)内力计算;(3)内力组合;(4)强度验算。3.下部...

大跨径公路预应力混凝土连续梁桥为什么大多采用不等跨
答:由于通航、泄洪、水文、河槽、河床、河岸、地质、周边环境以及结构分析等特定条件的限制。

简述连续梁与连续刚构桥的异同点?
答:连续梁桥和连续刚构桥的主要区别如下:两者的特点不同:1、连续梁的特点:连续梁在支座处增大梁高,减小跨中正弯矩,与简支梁相比,减小跨中正弯矩,使桥梁恒载减小,自重减轻,这是连续梁肥力的突出特征。在跨径大于80m的大跨度预应力混凝土连续梁桥,在除去景观或其他特殊要求时,一般主梁采用变高度形式...

基于有效预应力检测桥梁安全性?
答:由于预应力混凝土连续梁桥是一种超静定结构,它具有很好的顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度,跨越能力强、整体刚度大、抗震性能好、行车平顺舒适、施工简便、养护费用低等优点。因此,近40年以来,预应力混凝土连续梁桥在世界各国的桥梁建筑中得到了快速发展,跨径也越来越大,成为在海湾、深谷上建造大跨度...

公路桥梁施工中预应力加固技术探讨?
答:体外预应力加固是将具有防腐保护的预应力筋布置在梁体的外部(或箱内),对梁体施加预应力,以预加力产生的反弯矩抵消部分外荷产生的内力,达到改善梁的使用功能和提高梁的承载能力的目的。体外预应力加固是目前采用较多的加固方法之一,特别适用于在大跨径预应力混凝土连续箱梁连续T构箱梁桥的加固。体外预应力筋锚固在梁端...

...跨度超过20m的桥梁,其主梁通常采用预应力混凝土结构而不采用钢筋混...
答:跨度超过20米,对于普通的钢筋混凝土主梁来说已经算是大跨度了。此种情况下,只是在自重的作用下,普通混凝土梁的挠度都会比较大,如果再加上外荷载,梁的挠度和裂缝都会很大,截面就要做的很高,以增大其刚度。而采用预应力,就可以给混凝土施加预压力,从而可以抵消前期荷载作用下产生的拉力,梁相对就可以...

对公路桥梁施工中预应力加固技术探讨?
答:体外预应力加固是将具有防腐保护的预应力筋布置在梁体的外部(或箱内),对梁体施加预应力,以预加力产生的反弯矩抵消部分外荷产生的内力,达到改善梁的使用功能和提高梁的承载能力的目的。体外预应力加固是目前采用较多的加固方法之一,特别适用于在大跨径预应力混凝土连续箱梁和连续T构箱梁桥的加固。体外预应力筋锚固在梁...

不等跨不等高的大跨度预应力混凝土连续梁,()是最常用的桥梁结构形式...
答:【答案】:A 不等跨不等高的大跨度预应力混凝土连续梁,是悬臂施工法最常用的桥梁结构形式