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钢箱梁桥施工难点研究与安全控制措施分析摘要：现阶段，我国的桥梁工程建设有了很大进展，在桥梁工程中，钢箱梁桥施工是非常重要的组成部分。
相对于常规混凝土斜拉桥，钢箱梁斜拉桥的非线性效应十分显著，且钢箱梁斜拉桥的斜拉索长、跨径大、主梁刚度偏小，斜拉索垂度效应较大；拼装钢箱梁时梁段调整范围局限性明显，钢箱梁采取全焊接时，顶底板焊缝宽度的改变有助于倾角和标高的微小变化，其他钢箱梁形式则很难对倾角和标高进行有效调整。
文章首先分析钢箱梁桥施工难点，其次就施工安全控制分析，旨在提高现浇箱梁施工质量。
关键词：钢箱梁;施工难点;安全控制措施引言近几年，现浇箱梁施工工艺随着我国公路桥梁基础设施建设规模的扩大而日益完善。
现浇箱梁施工技术是桥梁施工工艺的创新成果之一。
较之传统桥梁施工技术，现浇箱梁施工技术具有结构轻盈、一次性作业、干扰面积小等优良特点，不需借助复杂机器设备，也不会对作业现场造成大范围占用。
因此，探究现浇箱梁施工工艺具有非常突出的现实意义。
1钢箱梁桥施工难点1.1线型控制1)主梁立面线形包括设计曲线和预拱度曲线两部分，主梁顶宽12.5m，底宽8.55m，箱梁底板为平坡，顶板坡度为桥梁横坡。
考虑到为消除钢箱梁自重作用和部分活载作用引起的梁体下挠，各跨钢梁加工制造时设置预拱度，因此，工厂制造时应按两部分的叠加曲线进行加工制作，钢梁在成桥状态下各跨钢箱梁呈现向上微拱，钢梁平面线形按设计道路中心线拟定。
开始加工前首先需要对施工图进行详图转化。
详图转化中针对钢箱梁结构复杂、焊缝交错和焊接收缩量大的特点，再结合钢桥预起拱值和焊接收缩余量，利用CAD采用计算机实体放样，确定各零、部件尺寸，确保生产制作精确和现场顺利安装。
在施工技术准备阶段，根据设计院施工图首先进行放样，明确各构件的预制尺寸，计算机放样的质量及分段是否正确合理，直接影响后期的施工质量，甚至会造成无法避免的缺陷，同时为提高原材料利用率，最好采用双定尺规格的原材料，而计算机放样也为原材料计划提出了订货规格要求。
第一章 影响矩阵法识别斜拉桥索力斜拉桥索力是判断桥梁结构状态的主要参考指标。
通过对主梁标高的测量来反算索力有很多方法，本研究采用传统的柔度法。
按照斜拉桥调索的基本计算思路，首先在模型计算的基础上建立调索的矩阵（实际上就是柔度矩阵的一个子矩阵），然后利用矩阵关系求解拉索的实际索力。
通过对南京三桥全桥平面模型的计算发现，该方法是可行的。
并且编制了相应的计算程序。
1.1 理论基础斜拉桥这种结构与其它桥型相比有以下特点：1)它利用一系列的斜拉索代替了相应的支撑结构，大大减少了主梁的弯矩，从而达到降低梁高、减少自重的目的。
2) 可以通过人为地调整斜拉索的索力来改变桥梁的受力状态，使之最大限度的满足设计者所期望的受力状态。
因此，如何确定合理的索力是斜拉桥设计、施工以及运营、养护等工作的重要问题。
设计过程主要是确定合理的恒载索力，应该做到主梁各点达到要求的线型标高；梁、塔、索内力匀称，并有足够的富余供活载和其它荷载使用；造价经济。
合理恒载索力的确定方法很多，有指定状态法，能量法，有约束优化。
本文重点介绍有约束优化法中的结构应变能最小法-------影响矩阵法。
索力的变化可以引起结构应变能的改变，可以建立下列应变能的表达式：｝｛＝F U ψ上式中Ω即为影响矩阵，可以取少数几个关心截面的内力或位移。
同理，如果要设定一些约束条件作为约束优化，则只要这些约束条件能表达成索力的影响矩阵形式，就可以进行约束优化计算，也可以采用非线性规划的一些方法转化为无约束优化问题，按下面的方法计算。
对应变能的表达式求偏导，即令0/U =∂∂i F ，即可得到影响矩阵法的矩阵方程，这个方程常常是超定的，常常采用最小二乘法，也可以采用线性规划法。
对索力最敏感的因素是主梁位移，在较小索力增量的条件下，相应的位移增量会随着索力增量成某一线性变化。
假设在某次荷载试验中主梁有n 个实际测点的位移增量，经过扩展（假设主梁位移增量满足连续和导数连续的规律而进行hermite 插值）后变成N 个虚拟测点的位移增量N i i y y ,...,2,1}{==；有限元计算中有对应的N 个虚拟测点的增量值N i i y y ,...,2,1}{=*=*。
斜拉桥的合理成桥状态
斜拉桥是一种以斜拉索支撑主梁的桥梁结构，其合理成桥状态是指在斜拉桥建成后，其结构应该达到的一种理想状态，以保证桥梁的安全、稳定和经济运行。
斜拉桥的合理成桥状态包括以下几个方面：
1. 结构稳定：斜拉桥的结构应该具有足够的稳定性，能够承受各种荷载和风载的作用，同时在地震等自然灾害下也能够保持稳定。
2. 安全可靠：斜拉桥的结构应该具有足够的安全性和可靠性，能够保证车辆和行人的安全通行，同时在发生事故时也能够保证救援和维修的便利性。
3. 经济性好：斜拉桥的结构应该具有良好的经济性，能够在设计、施工和运营过程中尽可能地减少成本和资源的浪费，同时能够实现长期的经济效益。
4. 美观性好：斜拉桥的结构应该具有良好的美观性，能够与周围环境相协调，同时能够体现出设计者的创意和技术水平。
为了达到斜拉桥的合理成桥状态，需要在设计、施工和运营过程中进行全面的考虑和规划，同时需要进行严格的质量控制和监测，确保斜拉桥的安全、稳定和经济运行。
斜拉桥的设计过程与一般梁式桥的设计过程有所不同。
对于梁式桥梁结构，如果结构尺寸、材料、二期恒载都确定之后，结构的恒载内力也随之基本确定，无法进行较大的调整。
对于斜拉桥，由于其荷载是由主梁、桥塔和斜拉索分担的，合理地确定各构件分担的比例是十分重要的。
因此斜拉桥的设计首先是确定其合理的成桥状态，即合理的线形和内力状态，其中起主要调整作用的就是斜拉索的张拉力。
确定斜拉索张拉力的方法主要有刚性支承连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、无应力状态控制法、内力平衡法和影响矩阵法等，各种方法的原理和适用对象请参考刘士林等编著的公路桥梁设计丛书－《斜拉桥》。
MIDAS/Civil 程序针对斜拉桥的张拉力确定、施工阶段分析、非线性分析等提供了多种解决方案，下面就一些功能的目的、适用对象和注意事项做一些说明。
1．未闭合力功能通常，在进行斜拉桥分析时，第一步是进行成桥状态分析，即建立成桥模型，考虑结构自重、二期恒载、斜拉索的初拉力（单位力），进行静力线性分析后，利用“未知荷载系数”的功能，根据影响矩阵求出满足所设定的约束条件（线形和内力状态）的初拉力系数。
此时斜拉索需采用桁架单元来模拟，这是因为斜拉桥在成桥状态时拉索的非线性效应可以看作不是很大，而且影响矩阵法的适用前提是荷载效应的线性叠加(荷载组合)成立。
第二步是利用算得的成桥状态的初拉力（不再是单位力），建立成桥模型并定义倒拆施工阶段，以求出在各施工阶段需要张拉的索力。
此时斜拉索采用只受拉索单元来模拟，在施工阶段分析控制对话框中选择“体内力”。
第三步是根据倒拆分析得到的各施工阶段拉索的内力，将其按初拉力输入建立正装施工阶段的模型并进行分析。
此时斜拉索仍需采用只受拉索单元来模拟，但在施工阶段分析控制对话框中选择“体外力”。
但是设计人员会发现上述过程中，倒拆分析和正装分析的最终阶段（成桥状态）的结果是不闭合的。
这是因为合拢段在倒拆分析和正装分析时的结构体系差异，导致正装分析时得到的最终阶段(成桥阶段)的内力与单独做成桥阶段分析(平衡状态分析)的结果有差异。
东北大学继续教育学院桥梁工程X试卷（作业考核线上2）B 卷（共 4 页）1. 桥梁可变作用：答：指在结构使用期间，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的作用。
2. 预拱度：答：通过施工时预设的反向挠度来抵消永久作用挠度，使竣工后的桥梁达到理想的线型。
3. 合理拱轴线：答：当拱圈所选择的拱轴线与压力线相吻合时，这样的拱轴线称为合理拱轴线。
4. 斜拉桥合理成桥状态：答：指斜拉桥在施工完成后，在所有恒载作用下，各构件受力满足某种理想状态，如梁、塔弯曲应变能最小。
5. 圬工结构：答：圬工结构是指以砖、石材作为建筑材料，通过将其与砂浆或小石子混凝土砌筑而成的砌体所建成的结构为“砖石结构”；用砂浆砌筑混凝土预制块、整体浇注的混凝土或片石混凝土等构成的结构，称为“混凝土结构”通常我们把以上两种结构统称为“圬工结构。
二、选择题(20分)1. 桥梁基本组成部分不包括( B )。
A. 上部结构；B. 路堤；C. 支座；D. 附属设施2. 对于简支梁桥，其净跨径、标准跨径、计算跨径之间的关系是( B )。
A. 净跨径<标准跨径<计算跨径；B. 净跨径<计算跨径<标准跨径；C. 计算跨径<标准跨径<净跨径；D. 标准跨径<净跨径<计算跨径3. 车道荷载用于桥梁结构的( C )计算，车辆荷载用于桥梁结构的( )计算。
A. 上部结构，下部结构；B. 局部加载，整体；C. 整体，局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等；D. 上部结构，整体4 对于跨河桥而言，流水压力属于( C )。
A. 永久作用；B. 基本可变作用；C. 其它可变作用；D. 偶然作用5. 在装配式预应力混凝土简支T形梁跨中部分采用下马蹄形截面的目的是( A )。
A. 便于布置预应力筋；B. 增强梁的稳定性；C. 承受梁跨中较大的正弯矩；D. 增强构件美观6. 装配式混凝土板桥的块件之间设置横向连接，其目的是( C )。
第23卷 第11期2006年11月 公 路 交 通 科 技Journal of Highway and T ransportation Research and DevelopmentV ol 123 N o 111 N ov 12006文章编号:1002Ο0268(2006)11Ο0060Ο04收稿日期:2005Ο06Ο20作者简介:郑一峰(1966-),男,吉林长春人,高级工程师,博士,研究方向为桥梁结构设计1(zhengy f0824@1261com )部分斜拉桥合理成桥状态的研究郑一峰1,2,黄 侨1,孙永明1(11哈尔滨工业大学 交通科学与工程院,黑龙江 哈尔滨 150090;21吉林省公路勘测设计院,吉林 长春 130021)摘要:部分斜拉桥结构以主梁受弯来承受大部分荷载,拉索索力可改善主梁受力状态,因此部分斜拉桥与斜拉桥一样,通过优化拉索索力来确定部分斜拉桥合理成桥状态下的内力非常必要。
采用影响矩阵法原理,以结构应变能最小作为目标函数,对索力加以合理的约束条件,解决了多变量非线性函数的有约束优化问题,从而获得恒载作用下的最优索力和与之对应的合理成桥状态。
并对已建部分斜拉桥索力进行实例优化分析。
关键词:部分斜拉桥;合理成桥状态;优化;影响矩阵中图分类号:U448127 文献标识码:ARe search on Rational State of Accomplishment of Partial Cable Οstayed BridgeZHE NG Y i Οfeng 1,2,H UANG Qiao 1,S UN Y ong Οming 1(11School of Science and Engineering on C ommunication ,Harbin Institute of T echnology ,Heilongjiang Harbin 150090,China ;21Jilin Provincial Highway Reconnaissance and Design Institute ,Jilin Changchun 130021,China )Abstract :In the partial cable stayed bridge the main beam takes m ost of the load ,while the forces in the cable can change the internalΟforce state of the main beam into better condition 1S o it is necessary to optimize the cable forces to make sure the m ost rational state ofpartially accom plished cable stayed bridge 1Based on the affection matrix theory ,the non Οlinear optimum problem with many variances and restrictions was success fully s olved with the minimum energy of the stress in the structure as target function with rational restriction of the cable forces 1Furtherm ore ,the m ost optimum cable force and the corresponding rational state of accom plished bridge were obtained 1As an exam ple ,an optimum analysis was carried out of the cable forces of partially accom plished cable bridge 1K ey words :partial cable stayed bridge ;rational state of accom plished bridge ;optimize ;affection matrix0 前言部分斜拉桥结构不同于常规斜拉桥,在主梁上布置有3段明显无索区段;由于索塔较矮,所以索塔各部弯矩较小;以主梁受弯来承受大部分荷载,拉索对主梁起到加劲作用,主梁所受内力状态与连续梁相似,通过拉索索力改善主梁受力状态。
