叶 松
中交路桥华东工程有限公司,广东 清远市511848
摘要:本研究通过对鸭池河特大桥施工监控的分析,明确了施工监控的要点,应依据不同结构制定有针对性的施工监控措施,真正发挥施工监控的作用。在对该桥梁施工监控之初,必须建立有针对性的施工监控目标,明确施工监控的目的,建立完善的施工监控流程,保证每一道工序顺利完成,降低了安全事故的发生。期待本次研究,能够为同领域内的特大桥施工监控,提供一些有价值的资料。
关键词:鸭池河;特大桥;施工监控
一直以来,特大桥的施工安全都是施工领域重点研究的内容之一。特大桥的施工必须保证其安全性,以及质量的达标。故,在特大桥施工中,有效监控是预防安全事故发生的的关键,也是保证施工质量的重要途径。本研究结合鸭池河特大桥的特点,对该桥施工期间的线形、索力及应力等内容进行有效地控制和调整,保证实际结构在施工过程中的受力和变形始终处于可控、安全及合理的范围内,并且由这些施工状态过渡到成桥后结构内力和线形均符合设计要求,并且与理论期望值的误差最小。具体实施情况报道如下:
1工程概况
本研究以鸭池河特大桥,作为研究对象。鸭池河特大桥主桥采用72+72+76+800+76+72+72=1240m的双塔双索面半漂浮体系的混合梁斜拉桥结构,边跨为预应力混凝土箱梁,中跨为钢桁梁结构,边中跨比为0.275。鸭池河特大桥为贵黔高速公路的一座特大桥,作为贵阳至黔西高速公路中的控制性工程,对于整个项目的顺利建成具有决定性的地位。鸭池河大桥跨越鸭池河,距东风水电站大坝上游2公里左右,大桥全长1461米,大桥主跨为800米的双塔双索面钢桁架-混凝土混合斜拉桥,主塔采用H型索塔,桥面至水面高差达300米。
2施工监测控制系统的建立
2.1施工监测控制的目的
为保证大桥施工期间的质量和安全,并为该桥以后运营阶段监测提供基础资料, 必须有效地进行施工监测控制。施工监控是鸭池河特大桥建设的关键技术之一,涵盖全桥整个施工过程,涉及到计算分析、预制、现场安装控制等各个环节。在制定监控方案时应充分考虑到鸭池河特大结构特点和施工特点,在结构上鸭池河特大桥为混合梁斜拉桥,主跨主梁采用钢桁架形式,边跨设计的混凝土主梁刚度大,在施工上,边跨混凝土主梁采用挂篮悬浇逐段施工,中跨钢桁梁架设时采用缆索吊机整体节段吊装拼装施工,这些特点决定了中跨和边跨应采用不同的控制方法。鸭池河特大桥利用施工监测,对桥梁各构件进行有效的施工控制,从而使其质量达到标准要求。施工监测可以更为准确的获得数据资料,并通过特征量的分析,从而了解构件的变形情况,更好的为施工提供依据,避免施工风险的产生,真正发挥施工监控的作用价值。
2.2特大跨径斜拉桥结构施工的监控
本次研究的鸭池河特大桥的结构为特大跨径斜拉桥,这种结构非常复杂,并且超静定频率高。在这种状态下,需要掌握各结构的施工方法,以及做好安装操作,保证安装程序符合施工要求,并且需要深入了解桥梁施工成桥后结构恒载内力与主梁线形之间的关联,这一系列的施工过程中,均存在不断变化的过程,这一过程的顺利达标,则需要不断的加强对结构施工的监测,了解结构的变形,从而为施工提供依据。因此,有必要通过验算,对斜拉桥各施工阶段的构件预应力筋加工长度、斜拉索张拉吨位、主梁挠度等控制参数的理论值进行详细分析,得到了塔柱的偏差、结构的内力和应力,并明确规定了施工程序和误差标准,可在制造和施工中得到有效控制。只有这样,斜拉桥在施工过程中的应力状态和变形才能在安全范围内,成桥后结构的实际状态(包括应力和线形)才能最大限度地接近理想设计状态。另一方面,在加工、制造、安装过程中,由于多种因素造成桥梁施工结构的状态误差,桥梁施工的实际状态必然会偏离原来的理论值。如果在施工过程中不进行有效的控制,误差积累会导致桥梁状态偏离设计目标,严重时会造成线形不平顺和内力偏差,甚至出现合拢困难。
2.3桥梁施工监控流程
桥梁施工是极其复杂的过程,本研究案例的施工也是非常复杂的过程,为了更好的达到施工监控的效果,需要先行确定施工监控的流程,依据流程执行各项操作才能够达到最佳的监控效果。结合案例的实际情况,提出“施工→测量→识别→预测→调整”的循环系统。施工监控过程中,在不同的结构、应力、温度等指标的要求下,需要准备相应的监控设备,以此来更好的获得施工监控信息,再通过施工监控所得信息,进一步的整理,录入软件中,进行系统性的分析,并加以预测与修正,从而达到最为理想的施工方法。这里对于一些应力的变化,可以通过仿真软件完成,将理论知识与实践数据相结合,形成最有价值的资料,最终达到桥梁施工监控的目标。施工监控的整体任务,就是更好的将所收集的信息进行处理分析,从而达到促进施工项目的安全、保质、保量的完工。
2.4构件加工制造施工监控
在桥梁施工过程中,构件加工制造这一部非常重要,能否达到设计要求,必须严格进行施工监控,如本研究项目中,各主梁的一个钢桁梁涉及多个构件,需要确定无应力尺寸,以及无应力的斜拉索控制长度等,从而更好的获取制造误差,分析误差并提出调整措施。主要控制的参量如下:
(1)组装及预拼装胎架刚度及线形的控制、拼装梁段间的夹角。
(2)已拼装梁段的纵向累加无应力尺寸已成桁段横向构件无应力尺寸。
(3)已成桁段各构件重量。
(4)斜拉索实际制造长度(进行精确的标记位置刻画) 斜拉索实际重量和测定弹性模量。
(5)制造用的无应力尺寸应根据由《钢主梁制造控制手册》、《斜拉索制造手册》、《塔柱钢锚箱制造手册》、《钢结构制造几何尺寸控制报告》或相应的监控指令确定的尺寸,经设计单位确认后使用。
(6)根据施工控制的要求,对构件制造过程控制的建议、包括容许误差范围、测点位置、测量的方式及精度、数据的收集与传递要求等,详见《钢主梁制造控制手册》和《斜拉索制造手册》。
2.5主跨钢主梁几何变形施工监控
主梁安装阶段的施工控制工作是鸭池河特大桥主桥施工控制现场最重要的部分。主梁标高反映了斜拉桥的几何线形,而几何线形是判断斜拉桥施工质量的最直观因素,同时结构线形也能反映安全问题,结构实际位置与理想目标偏差过大会造成应力集中或力线偏离,从而影响施工安全,更加影响成桥后的运营状态。根据鸭池河特大桥的特点,以主梁线形控制为主,索力调控为辅的方式进行,这种方式能最大限度地提高施工进度及安装精度,保证在控制容许的安装误差成桥后达到目标几何线形,测点布置参见图1。
图1 钢主梁节段施工控制测点布置图(cm)
主梁标高的测点设置在每个现浇梁段的前端,横向一般至少需要三个测点,即沿截面上、中、下游各设置一点,可以用埋设在桥面板上的铁钉来作为测点,需要注意测点的保护。本研究项目的桥面施工之前,应先行将所测量到的点位转向固定测量标志,也称永久性,这类标志的转换,可以更好的方便日后施工或投入使用的长期观测。
3结束语
综上所述,通过对鸭池河特大桥施工监控的研究分析来看,在该桥施工中,首先应明确施工监控的目的,明确其重要性,以及应该达到的最佳效果和其提出的监控措施的价值所在。通过研究发现,在该特大桥施工中,应先行明确桥梁结构特点,针对不同结构的施工,展开有针对性的施工监测,从而达到最佳的施工效果,保证工程质量的同时,降低安全事故的发生率。
参考文献:
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