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钢管混凝土系杆拱桥施工监控.pdf
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1、第 l 1 卷O 2 期 2 0 1 3 年 6 月 南水北调与水利 科技 S o u t h - t o - No r t h Wa t e r Tr a n s f e r s a n d Wa t e r S c i e n c e T e c h n o l o g y Vo I 1 1 No 0 2 J u n 2 0 1 3 钢管混凝土系杆拱桥施工监控 宋维侠 , 晋智斌 , 沈建华 ( 中国水利水电第十一工程局有限公司, 郑州 4 5 0 0 0 1 ) 摘要: 在钢管混凝土系杆拱桥整个施工过程中施工现场布置了应力和变形监测点, 实时监测桥梁结构的实际状态, 运用现代控制理论对误
2、差进行识别, 调整预测 , 使桥梁施工状态最大限度地接近理想状态, 保证桥梁结构在施工过 程中的安全。钢管混凝土系杆拱桥施工监控就施工控制的各阶段较好地控制了施工中的结构应变行为, 保证了大 桥的顺利施工, 为钢管混凝土系杆拱桥的安全施工提供了可靠依据。 关键词: 钢管混凝土; 系杆拱桥; 预应力 ; 监测; 应力 ; 变形; 支架 ; 实施方案 中图分类号 : U4 4 8 2 2 文献标 识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 一 l 6 8 3 ( 2 O 1 3 ) O O 2 0 1 2 9 0 4 The Co ns t r u c t i o n M o ni t o r i
3、 ng 0 f Ti e d Co nc r e t e - fil l e d St e e l Tub u l a r Ar c h Br i d g e s S ONG W e i x i a 。 J I N Z h i b i n , S HE N J i a n - h u a ( Ch i n a Wa t e r C o n s e r v a n c y a n d Hydr o po e r Co n s t r u c t i o n Bu r e au C O, LTD 1 1, Zhe n gz h o u 4 5 0 0 0 1, Ch i n a) Ab s t r
4、 a c t : B y me a ns o f s e t t i n g u p s t r e s s a n d d e f o r ma t i o n mo n i t or i n g p o i nt s i n t he c o n s t r u c t io n s i t e f o r t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s o f c o n c r e t e - f i l l e d s t e e l t u b u l a r a r c h b r i d g e a nd mo n i t o r i n
5、 g t h e a c t u a l s t a t e o f t h e b r i d g e s t r u c t u r e i n r e a l t i me , c o u p l e d wi t h t h e e r r o r s i d e n t i f i c a t io n, a d j u s t me n t a n d p r e d i c t i o n b a s e d o n mo d e r n c o nt r o l t he o r y I t i s f e a s i b l e t o a c h i e v e r a t
6、 i o n a l c o mp l e t e b r id ge s t a t e a nd t o e n s u r e t h e s a f e t y o f c o n s t r u c t i n g b r i d g e I n o r d e r t o p r o v i d e t h e t h e o r y ba s i s f o r t he s mo o t h a nd s a f e c o n s t r uc t i o n o f t h e c o nc r e t e - f i l l e d s t e e l t u b u l
7、 a r a r c h b r i d g e , i t h a s b e e n d i s c u s s e d o n h o w t o s c i e n t i f i c a l l y mo n i t o r t h e s t r e s s a n d d e f o r ma t i o n i n d i f f e r e nt c o n s t r u c t i o n p r o c e d ur e s Ke y wo r d s : c on c r e t e - f i l l e d s t e e l t u b e ; t i e d
8、- a r c h br i d g e; p r e s t r e s s ; mo n i t o r i n g; s t r e s s ; d e f orm a t i o n; s u p p o r t ; imp l e me n t i n g s c h e me 管混凝土拱桥由于圆形钢管平面形状为轴对称, 压力作 用下钢管环向应力均匀, 施加于内填混凝土的紧箍力也均 匀, 因而受力性能较好 , 且钢管加工容易, 因此应用较为广 泛。钢管混凝土拱桥由于材料强度的提高, 施工过程及成桥 后的稳定问题突出, 因此, 对钢管混凝土拱桥在施工及成桥 后的施工监测与控制是非常必要
9、的。 1 工程概 况 南阳姚湾东南跨渠公路桥全长 3 0 5 9 1 T I , 引桥为 2 3 0 m装配式简支箱梁, 主桥单跨度为 1 8 0 r n的梁拱组合体系下 承式钢管混凝土系杆拱桥, 拱肋中轴向立面为二次抛物线 形 , 矢跨 比为 1 5 。双 幅桥设 计 , 单 幅桥 桥 宽 2 1 3 5 IT I , 每 幅 桥设置双拱肋 , 拱肋为格构式钢管桁, 每拱肋由 4肢钢管组 成( 上下弦各两肢) , 之间用水平、 竖直和斜腹钢管连接。公 路桥拱肋钢管直径 1 1 2 0 IT l n 2 , 壁厚 2 2 I T I r n , 拱肋桁高 4 5 0 0 r n r n 。吊杆
10、为高强低松弛预应力钢丝束成型产品, 由 1 2 1 根 d 9 7 镀锌高强低松弛预应力钢丝组成。吊杆横梁为预应力混 凝土构件 , 吊杆横梁为 I 形截面, 系梁与横梁整体浇筑。系 梁内设预应力管道, 以预应力钢绞线作为结构的系杆单元。 桥面结构为 T梁简支在横梁之上。主跨桥道系采用先简支 结构后连续混凝土 T梁, 纵向简支在横梁之上。T梁在吊杆 横梁上设置 4 0 c m宽的横向湿接缝, 湿接缝混凝土采用 C A0 微膨胀混凝土构成桥道整体连续体系。 2 施工监控的目的、 任务 根据实际的施工工序, 通过在施工过程中对桥梁结构进 行实时监测, 对桥跨结构进行实时理论分析和结构验算 ; 根 据
11、分析验算结果给出其主梁端的挠度等施工控制参数, 分析 施工误差状态, 评估各主要施工阶段拱肋等主要构件的变形 及材料应力变化状态是否符合设计要求, 判断施工过程中结 构是否安全, 结构构件是否正常工作; 而当施工控制监测发 现结构施工过程中出现较大误差时, 应及时对结构进行误差 调整 , 提出后续施工过程应采取的技术措施, 确保施工期间 的结构安全、 施工质量和施工工期。并确保在全桥建成以后 桥梁的内力状态与外形曲线与设计尽量相符。 3 施工监控体系 由建设单位、 施工单位、 设计单位、 监理单位和监控单位 的负责人组成“ 桥梁施工监控、 监测工作领导小组” 。各小组 之间建立信息沟通制度,
12、加强相互之间的协调, 保证检测工 收稿 日期 : 2 0 1 3 0 4 0 3 修 回 日期 : 2 0 1 3 0 4 2 4 作者简介: 宋维侠( 1 9 6 4 一 ) , 男, 山东东营人 , 高级工程师, 硕士, 主要从事水利水电工程施工技术的开发应用 E - m a i l : 5 8 4 4 8 0 5 7 0 q q t o m 国 1 2 9 宋维侠等 钢管混凝土系杆拱桥施工监控 力, 超过时应立即停止施工查明原因。支架横向变形出现加 速增大 的时机 即有可能 出现失稳 , 此时也应停止施工 。 5 2 系杆( 系梁) 应力监控 通过桥梁主要控制截面的应力监测, 可以掌握桥
13、梁在施 工各阶段的应力变化情况, 可以帮助分析判定桥梁施工过 程、 受力有无异常。是施工安全预警的重要依据。 5 2 1 系梁坐标测点布置 系梁标高影响到最终桥面线形, 也会影响到行车平顺 性。同时系梁挠度也是应了吊杆力大小、 拱梁受力分配的反 应。系梁标高控制对桥梁线性和内力控制有重要意义。系 梁坐标测点布置图。即在系梁 的各横梁位置处布置坐标 测点 。 5 2 2系梁测点应力传感器 系梁的截面布置钢弦式表面应力传感器及应力测试断 面见图 3 , 各系梁设 3 个应力测试截面。各系梁 I 、 I I I 测试截 面在顶板中心、 底板中心各安装一应变计( 埋入式) , I I 测试 截面在截面
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