分析支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工控制技术

发表时间:2020/9/15   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:崔吉阳
[导读] 摘要:本文结合项目实例对支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工控制技术进行分析。
        广州市第三市政工程有限公司  511400
        摘要:本文结合项目实例对支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工控制技术进行分析。首先概述了桥梁工程的实际情况,而后对支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工控制技术进行要点分析,包括桥梁施工控制仿真计算、比选桥梁支架现浇方案、桥梁线形控制结果、应力分析等。
        关键词:支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥;施工控制技术;线形控制
        引言
        为保证桥梁施工以及成桥运营时期的线形和受力状态得到有效监测,本文通过建立有限元仿真模型的方式进行计算过程的模拟。这种方式为桥梁施工控制的仿真模拟,能够获得更为有效的控制数据,进而保证后续的实际施工操作得到更多数据指导,保证工程施工质量以及过程的高效。
        1桥梁工程项目概述
        某桥梁全长230m,上部为预应力混凝土连续箱梁结构,截面形式为单箱三室,下部为柱式墩以及钻孔灌注桩基础。该桥梁采用的施工方法为满堂支架法,浇筑时以跨中为起点朝向墩顶进行,最后进行墩顶周围3m范围内,横隔梁以及纵向箱梁的浇筑。
        2支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工控制技术
        2.1桥梁施工控制仿真计算
        为保证桥梁施工质量,本文采用有限元分析的方法对桥梁施工操作步骤进行科学控制,并检验施工技术操作可行性。同时配合MIDAS/Civil跟Dr.BridgeV3.0两种有限元软件落实仿真分析操作,同时对两种软件的仿真结果进行对比,在桥梁施工控制阶段进行仿真计算时,主要内容是对施工阶段累积的结构位移进行分析。经过比对,本工程采用的是整装分析法,结合混凝土收缩徐变,并综合其他影响因素得到的仿真结果是两种软件都发现本桥梁工程在建设过程中出现了一定的位移。同时通过主要部位的位移数值对比,可以得到的结论是关键部位位移已是一个事实。因为两种软件测得的变形数值较为相近,误差仅为0.13cm。同时对成桥状态下的两种软件测量得到的支撑反力数值进行比较,可以了解到的是二者的误差数值小于0.05,满足要求。由以上可知,通过仿真模拟技术方式落实的反力计算具备较强的可参考性。同时对桥梁成桥后的应力进行计算,可以了解到的是此桥梁工程的相量上下缘最大压力值为9.44mpa,最大拉应力值为0.002mpa,同样符合技术要求。因此,计算结果准确率较高,技术人员可以在这些数据的指导下进行施工控制计算。
        2.2比选桥梁支架现浇方案
        通常情况下,较为常见的三种支架连续梁浇筑施工技术方法分别为立架现浇整联、立架分段浇筑,分段张拉、无合拢段施工技术。为了获得更好的桥梁施工效果,本文结合桥梁特点,在完成桥梁整体支架的统一搭设后,对此三种施工技术方式进行比选,发现每个施工技术方案都有其操作的优缺点。箱梁浇筑操作完成后,技术人员还对应力进行了有效比对,发现如果将梁施工部分采用无合拢段施工方法,那么顶板与底板的最大应力差距可得到有效控制、数据较小,满足规范要求;与此同时,箱梁采用无合拢段施工方法后,顶板与底板因为受到预应力张拉作用,因此会存在较小的压应力,也致使其真实数值比规范值要小,因此,虽然桥梁跨中位置存在拉应力,但由于数值比规范值更小,所以证明此时的混凝土结构处于安全状态。从桥梁的顺桥向位移上看,两种施工技术方法边框位置出现了较为相似的变化趋势。但需要注意的是,具有较大差值的是中跨位置出现的位移变化,同时最大位移变化数值与变化位置之间的距离仅有3mm。因此,可以推测得到的结果是在最终成桥状态下,三种施工技术方法得到的竖向位移将会有相同的变化趋势。虽然可以在边跨处找到最大差值,但是仅为4mm。从这个数值上看,桥梁结构受到的影响不会太大。因此,证明此时桥梁的状态较为安全,数据结果可参考性强,桥型方案比选现场如图所示。
       
        桥型方案比选现场图
        从三种施工方案的对比结果上看,相同施工阶段的应力以及位移数值都在技术规范之内,因此,证明三种施工方案都具备较强的施工操作性。但是,由于方案一、二技术方法在操作使用过程中还要配合劲性骨架制作,同时,需要使用一定量的膨胀混凝土并提前通过试验来确定混凝土的膨胀数值以及使用量。因此,以上各项操作会增加工程建设成本,为了最大限度压缩工程项目的建设成本,本文的桥梁工程项目选择使用无合拢段施工技术操作方式。
        2.3桥梁线形控制结果
        通过分析有限元计算结果,可以了解到的是桥梁在施工阶段很容易受到外界影响。例如预应力或施工荷载,如果施工人员没有配合适宜的调整措施,就会导致最终的桥梁工程建设质量无法满足标准。与此同时,桥梁工程后期投入到运营阶段时,过往车辆产生的荷载以及桥梁结构混凝土产生的收缩徐变等因素,同样会导致工程线形偏离设计要求,所以为了保证成桥线形能够较为稳定,不易出现偏离情况,技术人员通常会通过施加预拱度的方式来对施工阶段的线形进行科学控制。
        结合本工程桥梁的整体,可以发现的是桥梁项目的线型较为平顺。同时,本桥梁的中跨实测高程较大,通过三种高程数值的对比,可以了解到的是桥梁实测高程最大值比监控值要大2.4cm,比设计方案上的大6.2cm。桥梁的实测高程值边跨位置也比设计高程值小1.1cm,由此可见,本桥梁工程项目的线形监控效果较好,符合设计规定,施工现场概况如下图所示。
       
        施工现场概况图
        2.4应力分析
        桥梁的应力控制也是桥梁施工监控的重要部分,桥梁的应力监控结果主要在划分的施工阶段里,按预埋的应变计测量结果换算成应力所得。通过数据对比可以了解到的是,桥梁的应力实测值比设计要求的混凝土强度值小,即桥梁的应力实测值满足要求,该结果反映出成桥后的桥梁的应力状态,表明准确的应变计埋设位置,仿真模型以及合理的单元划分,能够对桥梁重要结构的内力情况有较好的反应。桥梁实测值接近于计算值,两者最大的差值小于1mpa,表明该桥梁的内力监控较成功。
        结语
        本文以某实际桥梁案例为背景,采用了两种有限元分析软件进行仿真模拟计算,以验证仿真模拟的可行性。同时,通过对比施工方案,得出优选的无合拢段施工方案类型。通过对桥梁的线形监控以及应力监控进行分析,确定桥梁的施工监控较为成功。
        参考文献
        [1]李建民.支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工控制技术研究[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2020,22(02):5-7.
        [2]刘锦香.关于支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工控制技术的研究[J].江西建材,2015(15):124.
        [3]李浩.支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工控制技术[D].长安大学,2011.
        [4]孙兆强.现浇预应力混凝土连续梁施工及质量控制[J].山西建筑,2009,35(13):317-318.
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