自錨式懸索橋施工控制方法研究

1、自錨式懸索橋施工控制方法研究一、自錨式懸索橋施工控制及其須要性橋梁施工控制是橋梁建設(shè)質(zhì)量的保證，衡量一座橋梁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)就是要保證已成橋的線形以及受力狀態(tài)符合設(shè)計要求。如自錨式懸索橋的施工控制分為2個部分，施工前的內(nèi)業(yè)分析和施工中的現(xiàn)場控制分析。施工前的內(nèi)業(yè)分析主要目的是決定出抱負(fù)成橋狀態(tài)及空纜狀態(tài)等諸多狀態(tài)。因為懸索橋施工方法的特別性，它在主纜就位以后就難以像斜拉橋那樣舉行后期的索力和標(biāo)高的調(diào)節(jié)，故張拉空纜狀態(tài)的準(zhǔn)確計算就顯得尤為重要。它可以避開或削減后期的調(diào)節(jié)工作，并且使竣工后交付運營時的橋面標(biāo)高、主纜垂度、鞍座位置、各構(gòu)件的幾何樣子和盈利狀態(tài)等各項指標(biāo)符合或臨近設(shè)計要求。所以說，張拉前的工

2、程控制分析是自錨式懸索橋施工控制分析的重點和關(guān)鍵，也是張拉中控制分析得以舉行的前提和基礎(chǔ)。施工中的現(xiàn)場控制分析詳細(xì)包括橋面和主纜線性控制、吊頂力控制以及盈利控制三方面內(nèi)容。要按照自錨式懸索橋的結(jié)構(gòu)特點和施工方法制定相應(yīng)的控制程序，用于指導(dǎo)施工。自錨式懸索橋的施工控制是個張拉量測識別修正預(yù)告張拉的循環(huán)過程，為了實現(xiàn)控制的目標(biāo)，就務(wù)必有一套完整的、精密儀器的量測手段的支持和先進(jìn)適用的計算方法作為依據(jù)。目前我國計算機的應(yīng)用已十分普遍，技術(shù)人員徹低可以對多階段、多工序的自架設(shè)體系施工方法舉行模擬，對各階段可預(yù)先計算出內(nèi)力和位移，稱之為預(yù)計值。將施工中的實測值與預(yù)計值舉行比較，若有誤差可舉行調(diào)節(jié)，直到達(dá)

3、到最滿足的設(shè)計狀態(tài)。也就是通過施工控制，使各階段內(nèi)力和變形達(dá)到預(yù)計值，終于達(dá)到設(shè)計要求，確保建橋的施工質(zhì)量。二、自錨式懸索橋施工控制的方法目前在橋梁施工中，為了保證結(jié)構(gòu)的受力和橋梁的線形，都實行一定的施工控制措施。根據(jù)控制原理的不同，分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。開環(huán)控制是指按照計算的結(jié)果，在施工的前期調(diào)節(jié)可控變量，在施工過程中不再舉行調(diào)節(jié)和控制。如鋼筋混凝土簡支梁預(yù)制時跨中的預(yù)拱度，計算決定后施工時根據(jù)計算值設(shè)置，成形中不再調(diào)節(jié)。這種方法常使用在中小跨徑和工藝較容易的橋梁中。閉環(huán)控制是指施工前計算出可控變量的理論值，在第一施工階段，可控變量根據(jù)理論值實施，而在以后的施工階段中，隨時對控制效果舉行測

4、試，并與理論計算值計算舉行比較，找出差別的緣由，并對下一階段施工中的可控變量舉行調(diào)節(jié)，保證施工的順當(dāng)舉行。這種控制才是實際意義的監(jiān)控，包括檢測和控制兩方面。如斜拉橋的懸臂澆筑，首先要計算出每一階段的立模標(biāo)高，拆模后的標(biāo)高，實際施工中在每一階段完成后，都要對控制結(jié)果舉行觀測，決定下一階段的立模標(biāo)高。除了第一階段外，后續(xù)階段的立模標(biāo)高不全是計算值，而是計算值加修正量。對于施工工藝復(fù)雜的橋梁多采用這一控制方法。為了保證自錨式懸索橋竣工后結(jié)構(gòu)的受力和變形盡量與抱負(fù)的設(shè)計狀態(tài)全都，施工過程中的監(jiān)控工作顯得尤為重要。一般設(shè)計圖紙中僅給定抱負(fù)狀態(tài)下自錨式懸索橋竣工后的內(nèi)力、線形，因為施工中所用材科的力學(xué)性能

5、存在偏差(如主纜、吊桿的彈性模量等)，構(gòu)件制造安裝誤差，以及假定誤差等客觀因素，都會對自錨式懸索橋的內(nèi)力、線形造成影響。此外按照設(shè)計圖紙，準(zhǔn)確地計算出各部分構(gòu)件在無應(yīng)力狀態(tài)下的尺寸，以便指導(dǎo)施工時下料工作。因此，對自錨式懸索橋的結(jié)構(gòu)施工，按照實際施工過程中反饋的各種控制參數(shù)，通過現(xiàn)場計算分析以及預(yù)報得出合理的控制措施，用以指導(dǎo)和控制施工，使各施工階段的實際狀態(tài)最大限度的臨近抱負(fù)設(shè)計狀態(tài)，確保成橋后的內(nèi)力狀態(tài)和幾何線形符合設(shè)計要求。主要包括以下幾個方面的內(nèi)容。2.1 施工控制數(shù)據(jù)的采集和收拾數(shù)據(jù)的采集是懸索橋施工控制的基礎(chǔ)和直接手段，沒有精確準(zhǔn)時的數(shù)據(jù)就不能決定懸索橋施工的詳細(xì)工況和狀態(tài)，也無法

6、決定施工模擬的參數(shù)。對于施工控制中所需的參數(shù)，需要采用儀器和通過實驗來測定，如采用全站儀和水準(zhǔn)儀測量結(jié)構(gòu)的線形和變位，采用溫度傳感器和溫度計測量構(gòu)件的溫度和溫度場，采用應(yīng)變計測量構(gòu)件的應(yīng)變和應(yīng)力，采用壓力傳感器測量主纜索股的拉力。在測量工作中，要考慮實際狀況，消退和削減溫差。在全站儀測量是要舉行大氣折光系數(shù)的測定，測量錨跨張拉力時須充分考慮邊界條件對索股頻率的影響。因為主纜線形對溫度的敏感性，主纜溫度場的測量也非常重要。2.2 施工控制計算分析考慮到數(shù)值解析法和有限元法的優(yōu)缺點，結(jié)合兩種施工模擬方法對貓道和主纜架設(shè)舉行施工模擬。以數(shù)值解析法為主，采用準(zhǔn)確懸鏈線理論計算貓道承重索和主纜空纜線形，

7、采用分段懸鏈線理論計算貓道和主纜成橋線形和加勁梁架設(shè)階段線形。計算考慮鞍座對主纜線形的影響，考慮錨跨索股離散性和貓道因素的影響，并按照溫度舉行修正。對主纜索股無應(yīng)力下料長度的計算方法舉行對照，按照實測線形計算索夾的放樣位置。2.3 貓道架設(shè)時的施工控制分析對承重索架設(shè)過程中的主塔受力舉行分析，供應(yīng)合理的承重索架設(shè)方法。分析了塔偏和溫度對承重索垂度的影響，決定合理的索形控制精度，為貓道的施工控制供應(yīng)依據(jù)。2.4 索股架設(shè)時的施工控制分析明確索股架設(shè)的施工控制流程，通過分析各種因素之間的關(guān)系，決定合理有效的索股調(diào)節(jié)方法。分析索股架設(shè)期間索股架設(shè)對主塔偏位的影響。對測量成績舉行評估，分析前期施工誤差

8、對后續(xù)施工的影響。2.5 主纜錨跨力的施工控制通過對成橋狀態(tài)合理錨跨力的分析，計算空纜及索股架設(shè)時對應(yīng)的錨跨張拉力。計算不同的架設(shè)條件下索股及索鞍的平衡條件，決定主纜架設(shè)時合理的張拉力及錨固措施。通過對溫度、塔偏、線形等各個因素的分析，決定合理的空纜狀態(tài)錨跨力以及散索鞍位置。對散索鞍偏位的影響舉行分析，找出散索鞍偏位及錨跨力對成橋狀態(tài)的影響邏輯。三、自錨式懸索橋的施工控制實施自錨式懸索橋是由主纜、加勁梁、主塔、吊桿等構(gòu)件組成的柔性懸吊組合體系。成橋狀態(tài)下，主要由主纜、加勁梁和主塔共同擔(dān)當(dāng)結(jié)構(gòu)的自重和外荷載。主纜是結(jié)構(gòu)體系的主要承重構(gòu)件，直接錨固在加勁梁端部的錨碇上，這樣的受力特點使得自錨式懸索

9、橋的施工挨次務(wù)必是先澆注或組裝加勁梁，等到加勁梁達(dá)到一定強度或組裝完成后，再架設(shè)主纜以及張拉吊桿，完成囫圇體系轉(zhuǎn)換。因為自錨式懸索橋要先澆筑或組裝加勁梁，因此需要大量的暫時支架施工來施工主梁。加勁梁一般有鋼桁架梁、鋼箱梁、鋼混凝土疊合梁、混凝土梁等多種，因為種類的不同，加勁梁的組裝或澆注方式會有所不同。加勁梁完成以后就開頭架設(shè)主纜并張拉吊桿，吊桿張拉次序和每次張拉力的大小確定了終于的橋面線形是否到位，吊桿內(nèi)力值是否到量，同時保證主纜線形、加勁梁應(yīng)力、主塔傾斜度、索鞍位移等在允許的范圍內(nèi)。往往不能將每根吊桿一次張拉到位，而應(yīng)當(dāng)舉行多輪次、小力幅的張拉，終于使各索力趨近于抱負(fù)成橋索力，同時確保成橋后的內(nèi)力狀態(tài)和幾何線型符合設(shè)計要求。自錨式懸索橋的施工控制是施工量測識別修正預(yù)告施工的循環(huán)過程，為了實現(xiàn)控制的