金溪大桥施工监控仿真分析

2024-11-05

金溪大桥施工监控仿真分析（共5篇）

金溪大桥施工监控仿真分析篇1

重庆朝天门长江大桥施工扣索索力监控分析

重庆朝天门长江大桥主跨桁拱施工采用拱上爬行吊机悬臂吊装法,期间辅助以大型斜拉扣挂系统.通过建立空间有限元模型,对其施工过程进行理论分析.从理论分析、实测数据、实际施工操作三方面综合分析了朝天门长江大桥扣索初张力的控制,并对施工中各个工况下的索力实测数据进行了分析.

作者：周仁忠陈富强杨炎华 Zhou Renzhong Chen Fuqiang Yang Yanhua 作者单位：武汉港湾工程设计研究院中交集团桥隧技术重点实验室,武汉,430071刊名：交通科技英文刊名：TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(1)分类号：U4关键词：朝天门长江大桥扣索索力动测法有限元分析初张力

金溪大桥施工监控仿真分析篇2

洋河大桥主桥为3跨预应力混凝土变截面连续箱梁, 跨径布置为32 m+50 m+32 m, 箱梁横截面采用单箱单室截面。箱梁的顶板厚度统一为28 cm;箱梁底板为变厚度, 由跨中的28 cm按二次抛物线渐变至0号块中心线2.5 m处的50 cm;箱梁腹板为直腹板形式, 变厚度设计, 主墩处厚度为65 cm、经过渡段变为45 cm。箱梁采用C50混凝土对称平衡悬臂逐段浇筑而成。图1为洋河大桥的立面布置图。汽车荷载等级为公路—Ⅰ级。

2 线形监控

根据桥梁结构计算结果, 确定箱梁每一节段的立模标高, 在每一节段布置线形观测点。桥梁挠度测点布置见图2。

在预应力混凝土箱梁的每一节段悬臂浇筑过程中, 对箱梁节段混凝土浇筑前、箱梁节段混凝土浇筑后、预应力钢束张拉后等工况进行挠度变形观测。对每一节段的变形观测值与理论值进行比较, 并根据施工情况和监测情况及时对下一节段的施工进行调整。如有异常及时反馈给施工单位。

在中跨合龙段进行合龙之前两侧的高程控制情况见表1。

表1中数据显示, 洋河大桥在中跨合龙段进行合龙之前, 南幅桥主梁中跨跨中合龙段在合龙之前两侧的高程差为9 mm, 北幅桥主梁中跨跨中合龙段在合龙之前两侧的高程差为10 mm。南北幅主梁合龙前高程差均满足“悬臂合龙段的高程差在±20 mm之内”的要求。

3 应力监控

应力监控截面布置在0号块内, 每幅桥梁的主墩两侧各布置一个截面, 每一截面箱梁顶板、底板各布置2个纵向应力测点, 见图3。

在预应力混凝土箱梁悬臂浇筑施工过程中, 箱梁混凝土应力随施工过程进行实时监测, 对节段混凝土浇筑前、浇筑混凝土后以及预应力钢束张拉后等工况进行监测。应力监测显示混凝土应力为压应力, 并且随着施工的进行, 混凝土压应力逐渐加大 (见图4) , 4号节块后, 两幅桥的压应力增长趋缓;底缘压应力要比顶缘的压应力小;在中跨合龙时顶缘压应力为15 MPa~21 MPa, 底缘压应力为9 MPa~12 MPa。

4 结语

在洋河大桥主桥悬臂浇筑过程中, 无异常情况, 桥梁线形流畅。桥梁合龙时, 南幅桥的实际高差为9 mm, 北幅桥的实际高差为10 mm, 都在规范要求的范围之内。在桥梁施工过程中, 箱梁混凝土的应力基本处于受压状态, 测点处顶缘压应力都要比底缘压应力大。综合整个施工监控结果来看, 施工过程中和成桥后的线形与应力均能满足要求, 整体施工情况良好。

摘要：以洋河大桥主桥上部结构施工为例, 对采用的平衡悬臂浇筑法施工工艺作了介绍, 并在桥梁结构计算分析的基础上, 对该桥进行了施工监控量测, 监控量测结果分析表明该桥成桥后的线形与内力能够满足设计要求, 整个施工情况良好。

关键词：挂篮施工,PC箱梁,施工监控量测

参考文献

[1]喻小林, 陈雪峰, 赵徐祥, 等.九圩港大桥挂篮悬浇施工控制技术[J].黑龙江交通科技, 2008, 31 (4) :75-77.

[2]陈雪峰, 喻小林, 王新定, 等.扁河桥静载试验分析[J].交通科技与经济, 2008, 10 (4) :29-30.

[3]徐尚村, 王新定, 曾晓青.宽幅变截面连续箱梁底板纵向裂缝成因及对策[J].山西建筑, 2010, 36 (1) :172-173.

[4]王新定, 戴航, 丁汉山, 等.体外预应力CFRP筋混凝土梁正截面抗弯试验研究[J].东南大学学报, 2009, 39 (3) :557-562.

[5]JTG D26-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

金溪大桥施工监控仿真分析篇3

飞云江特大桥施工阶段抗扭稳定性分析

采用通用有限元程序MIDASCIVIL建立飞云江特大桥空间模型,分析了施工阶段主梁在恒载、预应力、收缩徐变、温度效应等因素作用下产生的弯扭耦合效应,同时比较了各因素对主梁扭矩的贡献.结果表明,对于空间曲梁而言,张拉预应力将会产生较大的扭矩效应,同时弯梁桥的`抗扭稳定性主要体现在弯梁自身的扭转变形以及支座反力上,因此必须设置合理的支承形式,保证主梁的抗扭稳定性.

作者：陈立峰 Chen Lifeng 作者单位：中南大学,湖南,长沙,410075 刊名：湖南工业大学学报英文刊名：JOURNAL OF HUNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 年，卷(期)：2009 23(3) 分类号：U448.21+5 关键词：曲线梁弯扭耦舍预应力扭矩效应支承方式抗扭稳定性

流溪河特大桥施工监控篇4

关键词：施工监控,参数识别,仿真模型,立模标高

1工程概况

流溪河特大桥为广清高速公路上的一座重要桥梁,是连接广州和清远以及广州北部地区的重要交通要道。该桥位于白云区江高镇南岗村附近的广清高速公路槎头至新街段,跨越目前航道维护等级为IV级的流溪河。大桥按左右幅分离式设计,主桥起于K7+290.30,终于K7+561.30,左、右幅结构型式均为(73+125+73)m预应力混凝土连续刚构,主桥立面图见图1。主梁采用C55砼。半幅桥宽24.85 m,采用单箱双室箱形断面,其中底宽16.85 m,两侧翼缘板悬臂长4 m。主梁根部梁高H根=7.2 m,跨中及边跨端部梁高H中=3.1 m,H根/L=1/17.36,H中/L=1/40.323。主梁梁高变化采用2次抛物线,顶板设置2%的单向横坡,由调节腹板高度形成。主桥共分为19种梁段,其中0#～1#梁段为立托架现浇,2#～17#梁段采用挂篮悬臂现浇施工,18#梁段为合拢段,19#梁段为边跨现浇段(采用支架施工)。箱梁纵向分块为9.3 m(边跨现浇段)+2.0 m(边跨合拢段)+4×4.25 m+7×3.5m+5×3 m(16个悬浇段)+3 m(1#梁段)+4 m(0#梁段)+3 m(1#梁段)+5×3 m+7×3.5 m+4×4.25 m(16个悬浇段)+2.0(中跨合拢段),南北岸对称。

2 施工监控内容及目的

根据流溪河特大桥结构和施工方法的特点,大桥施工监控的工作内容主要包括[1]:(1) 施工过程的仿真计算,这项工作的主要目的是获取施工过程大桥的理论数据;(2) 施工过程的现场测量,主要目的是获取施工过程大桥的实测数据;(3) 施工过程的参数识别,通过实测数据与理论数据的对比对大桥的有关参数进行识别;(4) 施工过程的标高预测与调整,可对大桥的施工实施控制。通过上述四项工作可以确保合拢精度,使成桥后的线形平顺不出现折角,内力满足设计要求。

3 施工监控仿真计算

一般大跨度预应力混凝土连续刚构桥多采用悬臂施工法,根据其施工特点,可以采用前进分析和倒退分析两种方法相互结合来控制线形和应力,使其满足设计要求。对此桥采用专业桥梁有限元软件midas/civil进行有限元分析,采用空间杆系结构模型,桥墩和主梁都模拟为梁单元。结构的离散除在墩顶受力复杂处布置了测点的截面及薄壁墩外,其余都按主梁施工梁段划分,共划分为111个结点,110个单元。其中101个主梁单元。施工过程中的支架用临时支座,主梁与墩的连接采用主从节点处理。永久支承通过约束支承点的自由度模拟,临时竖向支承用桁架单元模拟并承受竖向力作用。另外,挂蓝自重由施工单位提供,将挂蓝模拟成临时竖向集中荷载作用于梁端。有限元计算模型见图2。

根据连续刚构桥的施工特点,对于已经完成节段的误差是无法调整的,而未完成节段的状态就与精确的仿真计算有关,与已完成的节段的误差无关。这就决定连续刚构桥的施工控制应重在预测,即准确给定梁端的立模标高。首先,假定结构处于理想状态,各种结构参数分别按规范或设计图纸取值,给出理想状态下的预抛高以指导上部结构的施工。对已完成的节段进行应力和标高的测量,当得到的测量标高和测量应力与计算值不符合时,分析可能产生误差的原因,对一些重要的参数进行识别,得到修正的结构参数,重新计算各施工节段的理想态[2] 。

4 参数识别

对主梁线形与内力的主要影响因素包括主梁节段重量、混凝土弹模、混凝土收缩徐变系数以及施工荷载等,其中混凝土弹模可以通过弹模试验获取;徐变系数的识别采用在主梁中性轴处埋设应变计,利用主梁中性轴应力只与预应力有关,中性轴的应力可以利用预应力束张拉前后的应变直接测量;施工荷载由施工单位提供重量并根据实际加载位置进行识别。较难把握的是主梁节段重量,而且由于浇注混凝土过程中存在涨模等因素的影响,因此主梁节段难免会超重,需要通过理论识别获取。识别方法如下:(1) 通过理论分析,获得主梁每节段施工完毕后引起的主梁前端头5 个节段主梁标高的理论增量值; (2)通过现场实测,获得上述量值的实测增量值;(3) 据此获得相应量值的增量偏差;(4) 通过节段重量的影响矩阵,识别出当前节段的超重;(5) 主梁的平均超重,可以通过对各节段的超重作平均获得;(6) 利用当前各应力测量断面上下缘应力实测差值进行微调,得出较准确的主梁超重量。主梁节段重量识别出来以后,结合阶段性全桥实测应力,即可识别出相应的主梁内力来评估主梁内力状态。

5 立模标高的确定

大跨径连续刚构桥的成桥线形和合拢精度,主要取决于施工过程中梁段挠度的控制。而梁端挠度控制的关键在于立模标高的确定。箱梁预浇筑悬臂段梁端底模立模标高可表示为:

Hi=H0+fi+ft+fx,式中:H0表示该点设计标高;fi表示本梁段及以后各梁段对该点的挠度影响值;ft表示挂蓝变形值(由施工单位预压试验获得);fx表示由混凝土收缩徐变、日照及季节温度变化、结构体系转换、二期恒载、活载的0.7倍等因素对该点挠度影响值。按照参数识别,当实际测量数据与理论不符时,则需要修改结构参数,重新进行计算各施工节段的理想状态,并对理想状态的立模标高进行预测和调整[3]。

6 流溪河特大桥施工监控成果

6.1 线形监控成果

监控小组严格按照上述方法对流溪河特大桥右幅整个施工过程的桥面进行监控,实测结果与理论计算符合完好,取得了很好的效果,为大桥高精度合拢和主梁线形平顺提供了有力的技术保证,也为下一幅施工提供参考。

6.1.1 边、中跨合拢精度满足规范要求

流溪河特大桥右幅边跨和中跨合拢精度见表1。广州侧边跨合拢精度为9 mm,实测标高与理论计算标高偏差最大为6 mm;清远侧边跨合拢精度为7 mm,实测标高与理论计算标高偏差最大为11 mm;中跨合拢精度为8 mm,最大标高偏差为11 mm。边跨和中跨均自然合拢,合拢精度控制在±10 mm范围内,标高偏差控制在±20 mm内,满足规范要求[4]。

6.1.2 线形平顺满足设计要求

在施工过程中,大桥各个节段标高偏差基本控制在±20 mm范围内,未出现明显的折角现象,主桥线形平顺,合拢后外形美观。表2、图3为各节段混凝土浇筑后实测标高与理论计算标高的偏差。由于篇幅所限,表2以20#墩为例。

6.2 内力监控成果

应力测试断面分别选择右幅20#墩边跨9号块、3号块、中跨9号块及21#墩中跨3号块浇筑后的实测值作为初读。通过预埋金马牌的埋入式传感器,对全桥进行应力监控。实测的是传感器的频率值,通过换算得到测点的应变值;初读通过换算得到一个应变值,后阶段的应变值减去初读的应变值有一个应变增量,再通过应变增量得到应力增量,最后与理论值进行对比。频率换算成应力的公式:应变=传感器系数×频率的平方。金马牌埋入式传感器的系数是0.002 346。本文将以20#墩3号块上的应力为例,用图表形式给出了各节段浇筑后实测应力与理论应力的差值。由表3、图4可以看出实测应力值与理论计算值结果趋势基本吻合。在各阶段的应力观测中,未观测到结构应力超限现象,这表明结构施工过程中内力处于安全状态;理论计算应力与实测应力值相差较小,绝大部分在1 MPa以下,只有极个别工况在超过1 MPa,误差控制在2 MPa内,达到了理想的控制效果。计算应力值与实测应力值之间存在误差,这主要是节段重量离散、施工临时荷载、部分预应力损失偏大以及应变计随时间漂移等因素造成的[5]。

7 结语

对悬臂现浇预应力连续刚构桥的施工实施监控可以及时发现、纠正施工过程中种种不精确因素造成的桥梁线形和应力的偏差,在流溪河特大桥右幅桥施工监控中,采用了结果参数先按规范取值,取实测完成节段的弹性模量和收缩系数以及对徐变系数和主梁节段重量误差进行参数识别来修正计算模型参数的方法,使计算模型与实际结构相符合,从而更好地预测了施工的立模标高,使成桥后的线形和内力满足设计要求。

参考文献

[1]向木生,刘志雄,张开银,等.大跨度预应力混凝土桥梁监测监控技术研究.公路交通科技,2002;(4):52—56

[2]许润平.大跨度曲线连续刚构桥施工控制分析田.铁道建筑技术,2003;(4):25—27

[3]王卫锋,颜全胜,李静.广珠西线珠江大桥的施工控制.公路,2006;(8):233—236

[4]中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.JTG D62—2004,北京:人民交通出版社,2004

金溪大桥施工监控仿真分析篇5

204国道江苏段在江苏省公路网中占有十分重要的位置, 随着沿线经济的发展, 204国道的车流量有了很大的增长。张家港大桥位于G204 K887+893处, 老桥于1995年8月建成通车。伴随着204国道张家港段扩建工程的开展, 张家港大桥也必须进行改扩建, 经过评估和论证, 采用改造加固老桥, 并进行单侧拓宽扩建。2007年5月张家港大桥扩建部分进入到上部桥跨结构的施工。

桥梁结构悬臂浇筑施工中, 由于体系的多次变化和温差、收缩徐变等因素的影响, 结构内力和位移将产生复杂的变化, 对成桥过程进行严格的施工监控才能消除各种影响因素造成的各阶段内力和位移偏离设计值[1]。

1 施工监控方案

施工控制是根据张家港大桥扩建主桥 (37+60+37) m主线桥箱梁设计的平、纵线形要求对各梁段施工变位 (或标高) 实施控制、监测, 包括对应力、变形、温度以及建材力学指标的监测。

施工控制中桥梁结构的计算方法采用前进分析法, 采用与桥梁施工相同的顺序依次计算各施工阶段结构的内力和变形。这种方法的特点是随着施工阶段的推进, 桥梁结构形式、边界约束、荷载形式在不断改变, 前期结构将发生徐变, 结构的几何位置也在改变, 因此前一阶段的结构状态将是本次施工阶段结构分析的基础[2]。

2 施工监控

2.1 立模标高的确定与线形控制

立模标高由设计标高、预拱度、挂篮弹性变形值等确定[4], 计算公式为:

Hlmi=Hsij+H $_{i}^{h}$ +Hgl (1)

其中, Hlmi为立模标高;Hsij为i阶段设计标高;H $_{i}^{h}$ 为预拱度;Hgl为挂篮弹性变形值。

设计标高是根据设计竖曲线确定的各悬浇节段的设计标高, 挂篮弹性变形值应根据挂篮加载试验绘制出的挠度—荷载曲线进行内插而得。如果以理论预拱度值代入式 (1) 得到的是箱梁立模标高的理论值, 实际上, 由于温度、收缩徐变和非线性等因素, 施工监控过程中应该对理论立模标高进行不断修正。

为了确保线形控制的顺利进行, 在施工过程中, 对混凝土各龄期的弹性模量、材料容重等材料指标进行了现场实测, 在每个箱梁节段的墩顶距梁段前端15 cm的截面上均布设3个挠度测点。

本监控在挂篮就位立模板及浇筑箱梁混凝土前、后, 纵向预应力钢束张拉前、后均进行挠度测点标高的观测, 挠度观测应该尽量减少温度的影响, 选择了在凌晨进行观测。当实测标高与预计标高存在偏差时须识别各种对主梁产生影响的因素, 及时修正计算模型中的相关参数, 并在下一阶段的立模标高计算中对相关参数做出调整。

2.2 应力监测

应力监控采取在控制截面埋设应力应变传感器进行。选用的钢弦式应变计和配套的频率读数仪作为应力观测仪器, 应变计有测温功能, 读数仪也能进行梁体温度的测量。由于在悬浇过程中悬臂梁的根部截面受力最为不利, 应变计的埋设截面也是应力监测截面选择在0号块梁体内。在箱梁合龙后, 整个桥跨结构转变为超静定结构, 考虑到张家港大桥边跨跨径不是很大, 仅再将中跨合龙段的跨中截面确定为应力控制截面。在上述5个箱梁截面的上、下缘布设应变计, 进行应力监测工作。以6号墩0号块C截面为例, 图1为C截面上缘混凝土在各节段预应力张拉后应力的理论值和实测值, 图2为C截面下缘混凝土在各节段预应力张拉后应力的理论值和实测值, 受压为正, 受拉为负。预应力张拉对应的施工阶段编号与工况对应情况见表1。

从表1可以看出, 合龙前, 6号墩0号块C截面预应力张拉后混凝土应力的实测值和理论值吻合得较好, 上缘的实测值都较理论值大。合龙后, 上、下缘的实测值与理论值发生较大偏差, 究其原因是合龙后桥跨结构由原来的静力体系转变成超静定体系, 温度引起的应力值将叠加到实测值中, 材料非线性的影响明显表露出来。但从实测结果看, 混凝土受的压应力值远未达到其抗压强度。

2.3 中跨合龙方案和监控

中跨合龙段是全桥施工的重点, 也是线形控制的重点。对向施工的合龙精度应为:箱梁平面中线位置误差不大于10 mm;悬臂端高程差不大于20 mm。

在中跨合龙之前, 为了确定合龙时机, 选择晴天和阴天两种代表性的天气对最大悬臂状态下悬臂端的高程及应力进行24 h的连续观测, 并记录了相应的大气温度。需要指出的是, 此项观测工作应该在合龙工作之前的不长时间内进行, 不致日平均气温变化过大, 引起观测数据对合龙工作指导的失效。

以6号墩为例, 图3为在最大悬臂状态下, 两种代表性天气7号块前端高程差—时间曲线。可以看出, 在凌晨1:00～4:00悬臂端高差处于相对稳定阶段, 张家港大桥扩建工程中跨合龙段的劲性骨架安装和混凝土浇筑工作最终选择了于凌晨1:00开始。

2.4 施工监控成果

经过全体建设者的共同努力, 204国道张家港大桥顺利合龙, 箱梁平面中线位置误差为5 mm, 中跨合龙悬臂端高差控制在11 mm, 整桥线形顺适。大桥合龙后, 应力监测正常, 结构内力符合设计要求。

3 结语

张家港大桥扩建工程是一项系统工程, 主要包括单侧拓宽方案的确定、主桥上部结构施工及其监控。主桥悬臂施工监控涉及到理论计算、数据采集及处理、预测分析等多个方面, 在监控过程中深感必须有建设、设计、监理、监控、施工等各方相互配合才能保证监控乃至整个工程建设的顺利开展。

摘要：结合204国道张家港大桥扩建施工情况, 介绍了该大桥扩建施工监控方案, 阐述了该大桥的施工监控过程和结果, 以保证监控乃至整个工程建设的顺利开展, 有效提高桥梁的建设水平。

关键词：桥梁扩建,施工监控,承载力评定,加固技术

参考文献

[1]徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京:人民交通出版社, 2000.