大橋施工監(jiān)控技術(shù)研究范文
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1．1工程概況南澳大橋?yàn)檫B接汕頭市南澳縣與汕頭市區(qū)的一座跨海大橋，主橋?yàn)?126+238+126)m矮塔斜拉橋。主梁為單箱單室斷面，根部梁高8m，跨中及邊跨現(xiàn)澆段梁高4m，以路線中心線為基準(zhǔn)呈2．0%雙面坡構(gòu)造，梁高按2次拋物線變化。主橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁采用C60混凝土，主塔墩采用C50混凝土。主梁頂面寬14．4m，兩側(cè)懸臂寬度為1．1m。
1．2南澳大橋分析計(jì)算模型的建立應(yīng)用橋梁專業(yè)有限元軟件Midas/Civil，按照設(shè)計(jì)圖紙和實(shí)際施工階段的劃分，建立有限元分析模型。
1．3南澳大橋的仿真分析計(jì)算施工監(jiān)控實(shí)施前必須進(jìn)行詳細(xì)的施工監(jiān)控仿真分析計(jì)算，對該橋在給定的成橋索力值作用下進(jìn)行計(jì)算復(fù)核，復(fù)核主梁截面應(yīng)力在成橋狀態(tài)時(shí)使用荷載作用下是否滿足要求。經(jīng)過計(jì)算，成橋狀態(tài)時(shí)主梁截面上下緣混凝土最大的壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力均滿足C60混凝土的容許值。
1．4斜拉索初拉索力的確定斜拉橋是多次超靜定結(jié)構(gòu)體系，所以計(jì)算拉索初拉力需要多次的反復(fù)計(jì)算。MIDAS/Civil的未知荷載系數(shù)功能使用了索力優(yōu)化法則，可以計(jì)算出特定約束條件的最佳荷載系數(shù)，在計(jì)算斜拉橋拉索初拉力非常有效［2］。
1．5主梁立模標(biāo)高的確定立模標(biāo)高應(yīng)滿足成橋時(shí)的主梁標(biāo)高與設(shè)計(jì)成橋標(biāo)高一致的要求。本橋立模標(biāo)高的計(jì)算方法。立模標(biāo)高按下式確定:。其中，H為主梁的立模標(biāo)高;H0為成橋后3年主梁的設(shè)計(jì)標(biāo)高;H1為施工過程因施工荷載及混凝土在施工階段的收縮徐變等的累積撓度;從為成橋后3年混凝土收縮徐變的撓度值(不包括施工階段的)和1/2活載撓度值之和。
2南澳大橋的施工監(jiān)控
2．1施工監(jiān)控的目標(biāo)施工監(jiān)控總的來說有兩方面的目標(biāo):一是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)文件所規(guī)定的成橋狀態(tài);另一目標(biāo)是保證結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全。
2．2斜拉索索力的調(diào)整在斜拉橋的施工過程中，斜拉索的索力在不斷地發(fā)生變化，為使實(shí)測索力值達(dá)到設(shè)計(jì)索力值，可以充分利用斜拉索的“主動(dòng)受力”的特征，通過多次張拉斜拉索使最終調(diào)索后的成橋索力與合理成橋狀態(tài)的索力相近。
2．3主梁標(biāo)高的控制矮塔斜拉橋的主梁剛度較大，不能利用索力調(diào)整進(jìn)行主梁線形調(diào)整，在箱梁混凝土澆筑過程中，必須對立模標(biāo)高控制，即對主梁施工線形進(jìn)行嚴(yán)格控制。在矮塔斜拉橋施工中，進(jìn)行線形控制的目的不僅是為保證橋梁線形符合設(shè)計(jì)要求，而且關(guān)系到梁上索導(dǎo)管與拉索相對位置是否準(zhǔn)確，拉索能否在索導(dǎo)管內(nèi)自由活動(dòng)，拉索在承受活載時(shí)是否受剪等問題。如果拉索抵死索導(dǎo)管，使得拉索承受額外的剪力，則橋梁的耐久性將大大降低。主梁標(biāo)高測點(diǎn)布置在每節(jié)段梁距前端30cm處，在橫斷面布置6個(gè)測點(diǎn)，即主梁中心處和上、下游處。
2．4溫度和應(yīng)力的監(jiān)測結(jié)構(gòu)的應(yīng)力監(jiān)測是反映結(jié)構(gòu)是否處于安全狀態(tài)的最直觀的指標(biāo)。因此在索塔及主梁的重點(diǎn)部位設(shè)置應(yīng)力監(jiān)測斷面。主塔共設(shè)置3個(gè)測試截面，分別在上橋塔相連處、塔與主梁相連處及橋塔根部。主梁共布置8個(gè)應(yīng)力監(jiān)測截面。
3施工監(jiān)控成果綜述
南澳大橋主梁于2010年4月開始施工，于2014年9月進(jìn)行主跨合攏。南澳大橋在施工控制的實(shí)施過程中，業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、監(jiān)控單位、施工單位緊密配合，使得施工控制工作能夠順利進(jìn)行。從本橋目前施工控制的整個(gè)過程來看，無論是主梁線形，還是索力和主梁應(yīng)力，都得到了很好的控制，達(dá)到了規(guī)定的要求。下面給出主梁施工完畢后的標(biāo)高、應(yīng)力、索力的計(jì)算值與實(shí)測結(jié)果。
4結(jié)論
本文結(jié)合南澳大橋工程，對矮塔斜拉橋的施工監(jiān)控進(jìn)行了開發(fā)研究。從整個(gè)施工監(jiān)控過程來看，無論是索力、主梁應(yīng)力和主梁線形都得到了很好的控制，達(dá)到了施工監(jiān)控的目的和要求，證明了本橋施工監(jiān)控的原則和方法的合理性，為今后類似的混凝土矮塔斜拉橋施工監(jiān)控提供了有益的參考和借鑒。
作者：王新剛 董佳鵬 樊士廣 單位：中交天津港灣工程研究院有限公司結(jié)構(gòu)所 中交一航局第五工程有限公司