湖南科技大学 湖南湘潭 411201
摘要:在大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工中对主梁进行线形和应力监测,使得桥梁在施工阶段以及成桥以后处于稳定状态。本文结合工程通过分析主梁线形和应力监控数据,对各节段施工进行调整,施工控制结果显示主梁线形和应力状态均满足设计要求。
关键词:大跨径;预应力;连续刚构桥;施工控制
引言
由于我国经济的不断发展,基础设施的建设也得到了极大的发展。大跨径预应力混凝土连续刚构桥属于高次超静定结构,施工难度大,在施工过程中必须做好施工控制工作。在施工的过程中,桥梁结构和荷载的状况变化大,结构内力和变形的变化也较大。为了确保桥梁施工的安全,合理的布置观测点对桥梁线形和内力进行观测,将实测值与有限元理论计算值进行对比,分析桥梁结构实际的情况,及时的对施工节段进行调整,有效的控制施工误差,使桥梁施工处于稳定状态。大跨径预应力混凝土连续刚构桥在施工过程中由于受到施工荷载、施工材料、尺寸偏差、温度变化、混凝土收缩和徐变及仪器测量误差等因素的影响,使得桥梁线形和应力会产生不同程度的变化。因此桥梁内力和线形是大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁施工控制的重要指标。
1 工程概况
某大跨径预应力混凝土连续刚构桥全长539m,主桥上部结构为(61+110+61)m预应力混凝土变截面连续箱梁。采用单箱单室。箱梁顶板宽12.75m,底板宽6.75m,悬臂3m。箱梁高度和底板厚度均按二次抛物线变化,主墩支点处梁高6.9m渐变至跨中梁高2.8m,底板厚度由支点处145cm渐变至跨中处为32cm;顶板厚度均为32cm;支点处腹板厚度采用90cm,跨中腹板采用50cm。主梁采用悬臂施工,施工顺序为先施工成T构、边跨合龙再进行中跨合龙,最后施工完成成桥。主桥桥型布置图如图1.1所示。
图1.1 主桥桥型布置图(单位:cm)
2 主梁线形监测
2.1 主梁线形测点布置
为实时监测主梁在整个施工过程中的线形,更好的对连续梁桥的施工过程主梁标高进行监控,该大桥主梁箱梁每截面各布置6个测点,顶板3个,底板3个,每一梁段悬臂端截面梁顶设立三个标高观测点,具体位置如图2.1所示。
图2.1 主梁位移测点布设示意图
2.2 监测结果
在施工过程中分别在立模、混凝土浇筑后和预应力张拉后对各测点标高进行线形监控,分析主梁挠度变化情况。本节对部分观测数据进行统计分析,分析主梁线形变化情况,主梁7墩3#块张拉后线形监测结果如表2.1所示。
表2.1 7#墩线形监测结果
3 主梁应力监测
3.1 主梁应力测点布置
依据结构的施工过程中受力特点,以及对悬臂施工过程中应力敏感度分析,主梁应力观测测点布置在主梁上下缘腹板位置,控制截面选取每跨箱梁的悬臂端根部截面、L/4截面以及跨中合龙段截面。主梁应力测点布设示意图如图3.1所示。
图3.1 主梁应力测点布设示意图
3.2 监测结果
主梁应力监测是在各个施工阶段对全桥应力监测数据进行收集,并对主梁应力的变化情况进行分析和处理。本节对部分观测数据进行统计分析,分析主梁应力变化情况,主梁悬臂端根部截面上下缘腹板应力监测结果如表3.1所示。
表3.1 7#墩应力监测结果(MPa)
注:受压为“-”,受拉为“+”。
4 结论
为保证大跨度预应力混凝土连续刚构桥线形、应力满足要求,在施工过程中对主梁线形和应力进行监控,监测数据结果分析得出下列结论:
1)主梁线形分析结果,边跨与中跨的误差值最大为8mm,在悬臂施工过程中,主梁线形比较好,实测标高与理论标高吻合良好。各梁段底面标高的理论值与实测值进行比较,各梁段标高误差均处于精度控制范围之内。
2)主梁应力分析结果,在悬臂施工过程中,主梁各控制截面的上下缘均处于受压状态,且实测应力值与理论应力值吻合良好。从所监测的应力结果看,主桥结构是安全的。
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