《大跨度斜拉桥施工控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大跨度斜拉桥施工控制（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大跨度斜拉桥施工控制廖剑峰重庆交旅建立摘要：为了保证成桥后的构造内力和变形状态符合设计期望值，必须对斜拉桥的 施工过程实施有效的施工控制。本文从施工控制的目的、影响施工控制的因素、 斜拉桥自适应控制方法三个方面介绍了斜拉桥的施工控制，为斜拉桥的施工提供 了参考。关键词：斜拉桥；自适应控制方法；施工控制1 引言斜拉桥属高次超静定柔性构造，其构造内力分布比拟复杂，对施工过程和使 用过程中各种影响因素的变化非常敏感。尤其主梁纤细且受斜拉索弹性支承，构 造各部的内力变形状态对索力的变化相当敏感。在斜拉桥的施工过程中，影响其 内力和变形的因素很多，不可能使所有各项因素都与设计预设值完全吻合，不可 防止地
2、存在各种施工误差因素。此时假设仍然按照原有设计的施工工序进展施 工，那么会使得构造的内力状态和成桥线形偏离设计预定的目标值。因此必须对 斜拉桥的施工过程实施有效的施工控制，才能确保成桥后的构造内力和变形状态 符合设计期望值1。2 施工控制目的与特点斜拉桥施工控制的目的，就是通过在施工过程中对构造状态施行实时监测， 并根据监测结果对设计参数及施工过程进展相应调整，使建成的构造最大可能地 接近设计的理想状态，具体指两个方面，其一是使构造建成时到达设计的理想线 形，其二是使构造在建成时到达合理的内力状态，同时确保施工过程中构造的平 安。斜拉桥施工控制的特点是：1）必须很好地控制斜拉索的索力使梁、塔处
3、于最优的受力状态；2）可以利用斜拉索的张拉力来调整主梁线形以符合设计要求。斜拉桥施工时，在主梁悬臂浇筑或悬臂拼装过程中，确保主梁标高正确和线 形顺畅是第一位的，其次张拉时应以索力控制为主。所谓以标高控制为主，并只 控制主梁的标高，而不顾及斜拉索索力的偏差。施工中应根据构造本身的特性和 施工方法的不同，采取相应的控制策略2。如主梁刚度较小，斜拉索索力的微小 变化将引起悬臂端挠度的较大变化，斜拉索张拉时应以高程测量进展控制为主， 但索力张拉吨位不能超过允许范围，应确保施工平安。假设主梁刚度较大，斜拉 索索力变化了很多，而悬臂端挠度的变化却非常有限，那么施工中应以斜拉索张 拉吨位进展控制，然后根据标
4、高的实测情况，对索力进展适当的调整。此时标高、 线形的控制主要是通过混凝土浇筑前立模标高的调整 （悬臂浇筑方法 ）或预制块 件接缝转角的调整（悬臂拼装法）来加以实现的。3 影响斜拉桥梁施工控制的因素大跨度桥梁施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计 状态（线形与受力）相吻合。要实现上述目标，就必须全面了解可能使施工状态偏 离理想设计状态的所有因素，以便对施工实施有的放矢的有效控制。1）构造参数构造参数是斜拉桥施工控制仿真分析的根本资料，其准确性直接影响分析结 果的准确性。但是事实上，仿真分析所用到的构造参数一般与设计所采用的构造 参数总是存在一定的误差，施工控制中怎样考虑这些误差
5、，使仿真分析所用到的 构造参数尽量接近斜拉桥的真实构造参数，是首先需要解决的问题。构造参数主 要包括： 构造材料弹性模量。斜拉桥是高次超静定构造，弹性模量对构造分析影响 很大。如斜拉索垂度的影响，使斜拉索的弹性模量减小。对PC混凝土斜拉桥要 对混凝土屡次取样试验，确定混凝土的弹性模量； 材料容重。材料容重是引起构造内力与变形的主要因素，施工控制中必须 考虑实际容重与设计取值间可能存在的误差，特别是混凝土材料，不同的集料与 不同的钢筋含量都会对容重产生影响，施工控制中必须对其进展准确识别； 构造构件截面尺寸。斜拉桥施工控制仿真计算中截面尺寸误差，会直接导 致截面特性误差，从而直接影响构造内力、变
6、形等的分析结果。所以，控制过程 中要对构造尺寸进展动态取值和误差分析； 材料热膨胀系数。对钢斜拉桥热膨胀系数的正确与否将对施工控制产生较大影响。 预加应力。预加应力是影响预应力混凝土斜拉桥构造内力的重要构造参 数，从主梁受力上看，预应力起了很大的作用，但其对斜拉桥挠度和索力影响均 很小； 索力。斜拉桥的索力直接影响构造变形与受力，由于目前斜拉索控制索力 均由油压表读数控制，所以油压表以及张拉系统的误差决定了斜拉索的张拉力误 差，另外锚具变形也会影响索力的数值。斜拉索张拉力误差通过现场测试，可以 将其减小。2）材料收缩、徐变3收缩徐变是混凝土构造的根本特性。混凝土的配合比、环境湿度、加载龄期 及
7、荷载大小都对混凝土收缩徐变产生非常大的影响，因此在斜拉桥施工控制正装 计算中徐变计算所采用的收缩率、收缩终极值以及徐变的一些参数必须进展参数 识别，减小理论计算值的误差。对混凝土桥梁构造而言，材料收缩、徐变对构造内力、变形有较大的影响。 一方面收缩、徐变会使构造的变形增大;另一方面随着时间的增加，对于超静定 构造还会产生内力重分布。特别是对于高次超静定的混凝土斜拉桥，还牵涉到梁、 塔、索的相互影响和分阶段施工、体系转换以及混凝土加载龄期不同等因素影响， 使得这一问题变得更加复杂。3）温度变化温度变化对桥梁构造的受力与变形影响很大，这种影响随着温度的改变而改 变，在不同时刻对构造状态（应力、变形
8、状态）进展量测，其结果是不一样的。斜 拉桥施工控制应充分考虑温度的影响。在大、中跨径斜拉桥施工制中，主梁标高、 斜拉索索力的测量受温差影响较大。对于昼夜温差的影响一般采取回避的做法更 直接有效，即测量立模标高和斜拉索张拉力时，均在温度比拟均匀的凌晨到口出 这一段时间进展。对于连续高温的天气，凌晨温度也不会均匀，这时应修正立模 标高，减小温差影响。对于季节温差的影响，应在施工控制仿真计算时予以考虑。4）梁段重量误差梁段重量误差是影响控制精度的重要因素。由于模板刚度有限，在浇筑混凝 土时容易造成模板变形，常常导致混凝土超方，导致实际梁段重量比理论计算的 梁段重量大。可以通过反响计算来预测梁段重量误
9、差及其趋势，减少因梁段施工 重量的变化而对控制精度造成的影响。5）构造分析计算模型及计算精度在斜拉桥施工控制仿真中，无论采用什么分析方法和手段，总是要对实际桥 梁构造进展简化和建立计算模型，这种简化使计算模型与实际构造的真实情况之 间存在误差，包括各种假定条件、边界约束条件的处理、模型化本身的精度等。 控制中需要在这方面做大量工作，建立最能反映构造实际特征的模型和分析方 法，必要时还要进展专门的试验研究，以使计算模型误差所产生的影响减到最低 限度。斜拉桥施工控制要求获得准确的斜拉索初始张拉力和主梁立模标高等施工 控制参数以指导施工，因而计算精度要求较高。对于中小跨径的斜拉桥非线性因 素的影响一
10、般不大，但大跨径斜拉桥的施工控制仿真那么必须考虑非线性的影 响，否那么计算结果将产生较大的偏差。6）施工方案斜拉桥属于高次超静定构造，所采用的施工方法和安装程序，与成桥后的主 梁线形和构造恒载内力有着密切关系。在施工阶段，随着斜拉桥构造体系和荷载 状态的不断变化，构造内力和线形亦随之不断变化。施工方案的改变，将直接影 响成桥构造状态，因此施工方案是影响斜拉桥施工控制的重要因素。7）施工监测施工监测包括温度监测、应力监测、变形监测等。因测量仪器本身、仪器安 装、测量方法、数据采集、环境状态等方面存在误差，使监测总是存在误差。该 误差一方面可能造成构造实际参数、状态与设计或控制值吻合较好的假象，另
11、一 方面也可能造成将本来较好的状态调整得更差的情况。所以在控制过程中，从测 量仪器、设备、方法上尽量减小测量误差，而在进展控制分析时，应尽可能计入 这一误差的影响。8）临时荷载、挂篮刚度所引起的误差在施工中，如果对临时荷载的大小、位置和加载卸载时间没有严格的规定， 由于其影响较大，那么没法进展有效的误差识别和预测。同时挂篮的刚度以及挂 篮与混凝土主梁的连接结实情况也对施工控制的平顺性影响很大，一定要在挂篮 试压时准确地模拟挂篮的纵梁、挂钩及止推杆等关键构件的刚度。同时也要在挂 篮立模时严格控制挂篮的非弹性变形，以减少施工误差。9）施工管理施工管理好坏直接影响斜拉桥施工质量、进度等。特别是施工进
12、度一旦不按 方案进展，必然给施工控制带来一定难度。以悬臂施工的混凝土斜拉桥为例，如 果主梁相对悬臂施工进度存在差异，就必然使其中之一悬臂在合拢前等待较长时 间，从而产生不同的徐变变形，由于徐变变形较难准确估什，所以容易造成最终 合拢困难。同时最大悬臂状态也是最危险的状态。4 斜拉桥的自适应控制对于预应力混凝土斜拉桥，施工中每个工况的受力状态达不到设计所确定的 理想目标的重要原因是有限元计算模型的计算参数取值（一般包括混凝土的弹性 模量、材料的容重、徐变系数等等）与施工中的实际情况有一定的差距。要得到 比拟准确的控制调整量，必须根据施工中实测到的构造反响修正模型中参数值。 在闭环控制的根底上，再
13、加上一个系统的参数识别过程，整个控制系统就成为自 适应自制系统。当构造测量到的受力状态与模型计算结果不相符合时，把误差输入到参数辨 识算法中去调节计算模型中的参数，使计算模型的输出结果与实际测量得到的结 果相一致，得到修正的计算模型参数后，重新计算各施工节段的理想状态，按反 响控制对构造进展控制。这样经过几个工况的反复辨识后，计算模型就根本上与 实际构造相一致了。在此根底上可以对施工状态进展更好的控制。5 结语施工控制对斜拉桥主梁在施工中的平安和成桥后的应力状态影响很大。主梁 自重、拉索索力是桥的构造敏感性参数，在施工控制中需要重点关注。主梁顶、 底板温差，索梁温差，对主梁线形有较大的影响，斜拉索的补拉等关键性施工工 序，必须在夜间或清晨气温稳定时间段内进展。参考文献：喻骁大跨度斜拉桥施工控制和塔梁同步施工方法D.重庆大学，重庆，2021.2 向中富桥梁施工控制技术M.北京：人民交通出版社，2001.3 林元培斜拉桥M.北京：人民交通出版社，1995.
