连续刚构大桥边跨曲线段施工分析与探讨
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连续刚构桥施工线形和应力的分析与控制以广州市轨道交通4号线沙湾大桥为讨论背景,应用通用有限元软件对该桥进行结构分析。
应用卡尔曼滤波法和等维灰数递补数据处理技术改进的灰色猜测模型以及这2种方法的结合对施工掌握的标高进行猜测,分析了应力监测的误差及其缘由。
现场实测结果表明,将这2种方法结合提高了线形猜测的精度,可为同类型桥梁的施工掌握供应参考。
桥梁施工是桥梁建设的关键环节,桥梁施工技术的凹凸则直接影响桥梁建设的进展。
随着交通事业的进展,桥梁建设任务将更加艰难,施工难度越来越大。
事实上,任何桥梁施工特殊是大跨径桥梁的施工,都是一个系统工程。
为实现设计目标而必需经受的施工过程中,将受到许很多多确定和不确定因素(误差)的影响,如何从各种失真的结构参数中找出相对真实值,对施工状态进行实时识别(监测)、调整(纠偏)、猜测,使施工系统处于掌握之中,这对设计目标平安、顺当实现是至关重要的。
施工监控的目的是要对成桥目标进行有效掌握,修正在施工过程中各种影响成桥目标的参数误差对成桥目标的影响,确保成桥后结构受力和线形满意设计要求。
在此,本文结合沙湾大桥,争论施工掌握的重要性以及与施工掌握相关的内容,建立该桥的计算模型,并且应用Kalman滤波法和灰色理论以及这2种方法的结合对该桥的线形进行猜测和掌握,并对应力监测的误差及其缘由进行分析。
1 桥梁结构分析1.1 工程概况沙湾大桥主桥上部结构采纳(70+120×2+70)m预应力混凝土箱型连续刚构桥跨布置。
主桥上部构造的设计采纳三向预应力,箱梁顶板宽9.3m,底板梁端及跨中合拢处宽为6.0m,其余位置随梁高变化,箱梁纵向钢束每股直径15.24mm,采纳大吨位群锚体系;顶板横向钢束每股直径15.24mm;竖向预应力采纳精轧螺纹钢筋。
大桥设计标准为:设计行车速度90km/h;设计荷载为城市地铁荷载;桥面总宽为9.30m。
墩顶零号块采纳支架浇筑施工,1~14号节段采纳挂篮悬臂浇筑,边跨9m段采纳满堂支架浇筑完成,边跨、中跨合拢段采纳吊架合拢。
大跨度曲线连续梁转体桥线形控制施工技术摘要:国民经济日益发展,科技也随之不断的进步促使了我国交通能力不断地完善与健全,桥梁是交通网中不可或缺的重要部分,在今后也必定将会成为交通发展中的重中之重。
为了满足人们日益增长的需求,高铁得到了飞速的发展,随之而来的便是很多棘手的问题。
比如:如何跨越峡谷,大的河流以及如何跨越且不影响运输任务繁忙的既有线路。
这些棘手问题在常规的桥梁施工法中无法完成的情况下,转体施工技术诞生了。
由于施工中面对的环境地貌越来越严峻,随之技术也需要与时共进。
基于此,本文主要对大跨度曲线连续梁转体桥线形控制施工技术进行分析探讨。
关键词:大跨度曲线;连续梁;转体桥;线形控制;施工技术1、工程概况汉西联络线铁路项目汉西特大桥29#~32#墩设计为一联(36.4+64+36.4)m预应力混凝土连续槽形刚构,位于R=580m的曲线上,纵向坡度-4.0‰,该连续梁依次跨越武康铁路上下行、京广上行线以及京广货车下行线4条铁路线,该连续梁与既有武康铁路线路夹角为81°,与既有京广铁路线路夹角为71°。
该预应力混凝土连续槽型刚构梁位于小半径曲线上,主跨为64m的大跨度,并采用转体法施工,转体总重量W=45000kN,转体段长度62m,30#墩转角81°,31#墩转角71°。
梁体采用C55混凝土,三向预应力体系。
梁部采用先支架现浇,后转体施工,中跨合龙段采用吊架法现浇施工。
2、线形控制分析计算由于受多种因素的影响,桥梁在施工过程中易产生一定的形变,易导致梁体实际位置(立面标高、平面位置)与预期状态有偏差,危及桥梁合拢,或者使梁体线型不符合正常使用要求。
因此,为了使偏差在允许范围之内,必须严格控制线形,保证成桥线形满足设计标准。
对于曲线桥而言,受曲率的影响,桥身易产生弯曲扭转耦合效应,应该对挠度和扭转角同时加以控制,由于施工各阶段的变形和内力十分复杂,必须在施工过程中有效控制,才能避免偏差的累积而确保完工之后结构的受力状态及梁的线形严格满足设计目标而不影响结构的可靠性。
大跨度连续刚构桥的施工控制研究发布时间:2022-07-26T03:02:21.201Z 来源:《建筑设计管理》2022年5期作者:王立[导读] 预应力混凝土连续刚构梁桥的建造技术是随着我国科学技术的不断进步和研究的不断深入而迅速发展起来的,王立中铁一局集团有限公司第三工程分公司陕西西安 710000摘要:预应力混凝土连续刚构梁桥的建造技术是随着我国科学技术的不断进步和研究的不断深入而迅速发展起来的,并在实际工程应用中取得了卓越的成绩。
而能够直接影响连续梁桥外观和稳定性的的裂缝问题则更为严重。
为此,本文对连续梁桥进行了预应力张拉工艺的改进,以最大限度地降低连续梁桥的建设损失率。
对连续梁桥进行实时监控,以确保连续梁桥能够达到设计预期,有助于连续梁桥稳定性和安全性的最大化。
关键词:大跨度;连续刚构桥;施工控制1施工控制措施连续梁桥的核心工艺是其运行过程中的连续梁柔度和变形控制技术。
1.1加强桥梁线形的控制在施工过程中,桥梁应以控制线形为主,如果在施工过程中发生结构变形等情况,可以对桥梁结构的设置位置产生直接的影响。
当桥体结构出现偏差过大时,对桥体外观和稳定性都会造成一定的威胁,可以使桥体的合龙难度不断增加。
因此,在桥梁建设过程中,由于线形结构的偏差,因此应在刚构桥施工过程中对其线性进行合理的控制。
1.2加大对桥梁应力的控制力度施工使应力在合理的范围内,使桥梁的稳定性和安全性通过这种方法得到最大程度的帮助,从而保证桥梁的整体安全。
在精确判断桥梁受力状态时,应在危险截面布设桥梁观测点,应力值可在观测后得出。
1.3加强对桥梁结构稳定性的控制大桥的安全与结构的稳固有着千丝万缕的联系。
要结合实际观测结果,实时观测桥梁施工期间的结构变形情况,判断桥梁结构的稳定状态,以确保桥梁结构的稳定性。
如果观测结果出现异常现象,全面保障桥梁的稳定,应立即采取相应的控制措施。
实时观测桥梁是保障桥梁稳定性的前提条件,因此,在观测桥梁时,应着重考虑结构内力、材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载、温度影响等因素,以达到综合评价桥梁稳定性的目的。
探究连续刚构桥存在的问题及成因分析摘要:连续刚构桥为多次超静定结构,成桥后受力状态和线形难再进行二次调整。
随着使用年限的增加,温度变化、地基沉降等引起的次内力以及运营过程中承受的活荷载导致连续刚构桥出现多种病害,包括横向裂缝、纵向裂缝及主梁下挠等,以主梁下挠为研究重点,对主梁出现该病害做了深层次的成因分析,并总结出合龙段的施工工艺对连续刚构桥的使用性能影响比较大,有必要对合龙段施工作进一步的研究。
关键词:连续刚构桥病害主梁下挠成因分析合龙段1 前言我国是世界上修建预应力混凝土连续刚构桥最多的国家之一,一方面,这种现状充分展示了我国在该桥型建设上取得的历史性创新和成果,但在另一方面,也出现了令人担忧的现状:随着预应力混凝土连续刚构桥跨度的增大,运营年代不断增加,许多连续刚构桥或多或少出现了不同程度的病害,使得桥梁结构过早失效和破坏,不得不不进行必要的维修加固,对桥梁的安全运营造成了极大的威胁。
并且,高墩大跨连续刚构桥是一种多次超静定的刚性体系,体系一旦形成,其受力情况就很难进行再次的调整,需要对桥梁的病害做深入的分析,并对具体病害尽量提出修复办法。
2 存在的问题自我国第一座大跨预应力混凝土连续刚构桥――180m的广东洛溪大桥建成至今,桥梁界专家普遍认为该类桥的建设技术已经相当成熟。
但是,随着这类桥的建成运营,问题开始出现。
问题之一就是两端开裂严重,甚至有些桥在建造期间就已经出现这类问题,运营之后,裂纹不断的增多;而有一些桥梁的裂纹则是在运营后出现的。
其中梁体裂纹多出现在腹板,呈竖向或横向的裂纹;有些桥梁跨中底板上出现横向的裂纹;薄壁墩顶部梁体裂纹多出现在横隔板上,横、竖方向都有。
裂缝的严重程度各桥有别,有些桥甚至有贯穿裂纹。
预应力混凝土连续刚构桥的另一个严重的问题就是下挠现象。
按照规范,通常修建此类桥时会设置一定的预拱度,预拱度的大小是考虑了设计的运营荷载所产生的挠度和全桥成型时的收缩徐变因素的影响。
连续刚构桥施工线形控制分析连续刚构桥是一种大跨度、大载荷的桥梁结构,其施工需要经过严格的线形控制。
在连续刚构桥的施工过程中,线形控制是至关重要的环节,它直接关系到桥梁结构的安全性和使用性能。
本文将从连续刚构桥的施工特点、施工线形控制的基本原则以及线形控制的方法和技术等方面进行分析和探讨。
一、连续刚构桥的施工特点1. 复杂的桥梁结构:连续刚构桥由多个刚构段连接而成,整体结构复杂,需要进行精准的线形控制才能保证结构的稳定性和安全性。
2. 大跨度、大载荷:连续刚构桥一般用于大跨度的桥梁,承受的车辆荷载和自重荷载很大,因此在施工过程中需要充分考虑结构的承载能力和稳定性。
3. 施工周期长:由于连续刚构桥的复杂结构和大跨度,其施工周期一般较长,需要经过多个阶段的施工工序,这就对线形控制提出了更高的要求。
二、施工线形控制的基本原则1. 线形预留原则:在连续刚构桥的设计中,需要提前通过计算和分析确定好每个刚构段的预留线形,即确定每个刚构段在施工过程中应该遵循的线形控制曲线。
这是保证整体桥梁的线形合理性的基础。
2. 线形控制精度原则:线形控制的精度直接关系到桥梁结构的安全性和使用性能,因此在实际施工过程中需要严格按照设计要求进行线形控制,确保每个刚构段的线形控制精度。
3. 线形控制与结构安全原则:线形控制不能脱离对桥梁结构安全的考虑,需要充分考虑桥梁结构的受力性能和稳定性,确保线形控制不会对桥梁结构的安全性造成影响。
三、线形控制的方法和技术1. 预应力控制:预应力是连续刚构桥中常用的一种线形控制技术,通过对刚构段进行预应力控制,可以有效地改变刚构段的线形,从而实现线形控制的目的。
2. 导线控制:在施工现场通过设置导线对刚构段进行实时监测和控制,可以实现对刚构段线形的精确控制,确保其与设计要求一致。
3. 自动控制技术:随着科技的发展,现代桥梁施工中已经广泛应用了自动控制技术,通过激光测距仪、全站仪等设备对刚构段的线形进行实时监测和控制,大大提高了施工的效率和精度。
连续刚构大桥边跨曲线段施工分析与探讨
【摘要】本文根据中铁大桥局重庆奉节至云阳高速公路第十八标段红石梁1号特大桥工程,对连续钢构边跨曲线段施工进行了分析与探讨,分别介绍了曲线段支架布置及安装、曲线段支架预压、曲线段施工,为广大施工一线人员提供参考。
【关键词】连续刚构预压施工分析
1 工程概况
红石梁i号特大桥为重庆奉节至云阳高速公路内一座特大型桥梁,主桥为双幅(2×12.25m)三跨(100m+180m+100m)预应力砼连续刚构,主墩采用变截面箱型薄壁墩,过渡墩采用实体矩形墩,基础为钻孔嵌岩桩群桩基础配钢筋砼承台。
本桥左线位于r=1200,ls=141.269平曲线段内,右线位于r=1202,ls=141.269平曲线段内.主桥上部构造为分幅式(2×12.25m)三跨预应力砼连续t形刚构,上部箱梁采用单箱单室截面,顶宽12.25m,底宽7m,支点处箱梁高为10.5m,中跨跨中及现浇段梁高为3.5m,顶板厚28cm,腹板厚由跨中处50cm变到支点处的80cm,底板厚度由跨中处的30cm 变到支点处150cm,梁高和底板厚均按1.8次抛物线变化,采用不等高腹板形成桥面横坡。
箱梁设计为纵向、横向、竖向三向预应力体系。
2 曲线段支架布置及安装
2.1 曲线段支架布置及安装
支架由垫梁、立柱、立柱横联及钢管桩基础组成.垫梁设两层,
下纵上横,立柱为φ630×12螺旋钢管立柱,纵向设两排,每排4根,靠近墩身的一排支柱支承在桩基承台上,靠近合拢段的一排立柱支撑在钢管桩基础上.曲线段支架结构布置见(图1)。
2.1.1 支架钢管立柱
立柱采用钢管立柱,内立柱支承于墩身承台,与承台采用螺栓连接,外立柱支承于基础钢管桩顶连接横梁,与横梁焊接.立柱采用φ630×12mm钢管,共8根;内立柱分为上下两节,中间采用m22×80螺栓连接,外立柱为一整节。
2.1.2 垫梁结构
垫梁分两层,第一层为主纵梁,采用3工36a组焊,每套支架4根,梁长为7m。
第二层为横垫梁,采用h350×175型钢,每幅支架设16根,每根长12m.横垫梁顶设置落模装置,采用[10槽钢,高度根据横垫梁实测标高确定但不高于10cm.墩顶位置设置型钢及方木,垫木楔.支架安装完成后,须对支架进行预压,以消除支架的非弹性变形,测出支架弹性变形,为曲线段施工提供数据。
2.2 曲线段支架安装
2.2.1 钢管桩施工
清除施工范围内杂物进行场地平整,测量放样;起吊钢管桩,起吊前先用钢丝绳拴好钢管桩,启动吊车,吊车主钩吊起振动锤,副钩吊起钢管桩,起吊后振动锤下端夹紧钢管桩顶部,松开副钩,钢管桩对准桩位中心,缓缓下放插入土中,插桩必须垂直;启动振动锤,开始振动下沉。
下沉过程中用全站仪监控钢管桩垂直度及平面
位置。
2.2.2 支架安装
安装前在地面将立柱及纵横向垫梁按设计尺寸加工完成,并将连接钢板焊好.内钢管立柱分为上下两节,外钢管立柱为一节,均采用φ630×12mm螺旋钢管,内立柱两节之间设连接板,采用m22×80螺栓连接.施工前搭设脚手架作业平台,吊车起吊第一节钢管立柱就位、测量队检查钢管立柱垂直度及平面位置合格后,将钢管立柱与桩基承台预埋钢板焊接,边安装立柱边及时安装第一层立柱横联及纵联。
第一层立柱安装完成后,安装第二层立柱.外立柱与钢管桩顶横向连接槽钢焊接.钢管立柱安装完成后开始垫梁安装,纵垫梁与钢管立柱焊缝连接,横垫梁与纵垫梁点焊连接.安装时注意保证垫梁顶面标高在同一高度。
3 曲线段支架预压
支架安装完成后进行预压,以消除支架支承体系的非弹性变形和测算其弹性变形。
预压荷载为曲线段重量1.2倍,预压时对支架变形进行连续观测,待变形稳定后卸载.预压试验前布设沉降观测点,采用汽车吊配合人工进行曲线段施工过程进行预压试验.堆载预压期间沉降观测同时采用全站仪对主梁横向变形进行观测。
4 曲线段施工
4.1 曲线段模板
底模采用大块钢模板,墩顶永久支座四周底模采用竹胶板通过型钢、硬木及楔块直接垫于墩顶.外模采用0#段外模顶部1.778m模板
及新加工3.2m大块钢模组拼,两端各伸出梁段42.5cm,桁架支撑,侧向通过拉杆与内模对拉固定。
内模采用组合钢模,型钢骨架支撑。
端头模采用木模,木肋及槽钢支撑。
4.2 钢筋安装
钢筋安装顺序:梁体底板→腹板、端隔墙→顶板.钢筋安装方法:钢筋安装采用现场绑扎方法,腹板及部分端隔墙钢筋绑扎时搭设简易工作平台。
普通钢筋与预留孔道波纹管相碰时可调整钢筋的位置.为保证保护层厚度,混凝土垫块数量按4个/m2布置,垫块与钢筋扎紧,并相互错开。
4.3 预埋件安装
预埋孔有通风孔、箱梁底板进人孔,预埋件有挡碴墙竖墙钢筋、桥面泄水管预埋件、伸缩缝预埋钢筋;预埋件设置时与周围钢筋和模板预以固定,以防混凝土浇筑时位置错动,预埋孔周围按要求设置螺旋钢筋。
4.4 预应力管道安装
边跨曲线段纵横向预应力孔道采用镀锌金属波纹管制孔,竖向孔道采用铁皮管制孔,波纹管沿长度方向通过定位钢筋网控制横向位置尺寸.波纹管接头采用套接方法,套接两端均用胶布密封,波纹管套入喇叭管内长度≮50mm,管道内穿入塑料管防止渗浆.预应力管道定位钢筋网安装位置要准确,顺管道方向间距60cm,定位钢筋网与四周钢筋点焊固定,以加强定位的准确性。
4.5 混凝土浇筑
混凝土入模:底、腹板采用设置串筒办法,底板混凝土浇筑时串筒穿过顶板天窗,沿纵向布置2处。
混凝土振捣全部采用插入式振捣器进行,在钢筋密集处,采用30插入式振捣器.混凝土浇筑采用水平分层的方法,分层厚度30-40cm。
混凝土浇筑由合拢段方向向边墩方向进行,以防支架下挠使根部产生裂纹。
混凝土振捣是保证混凝土的关键工序,操作时要遵守规定振捣顺序,实行分区定人负责和检查,确保混凝土浇筑质量。
4.6 预应力施工
预应力筋张拉在合拢段施工完成后进行,张拉时按照图纸设计顺序进行,以应力控制为主,伸长量作为校核。
采用卷扬机牵引整束穿束,宜在钢绞线束端部设置牵引头以免刺破波纹管.纵向预应力筋采用两端对称张拉,张拉顺序按设计要求进行;横竖向预应力筋张拉由主墩往边墩方向并对称梁体中线两侧交错进行。
纵向孔道压浆采用真空辅助压浆,横竖向预应力束采用普通压浆工艺。
4.7 曲线段模板、支架拆除
端模板在混凝土强度超过2.5mpa时拆除,内模在梁段混凝土强度达到75%设计强度后拆除,内模经人工分解后从合拢段位置抽出,外模在梁段混凝土强度达到100%设计强度后拆除,外模利用吊车逐块拆除,梁体张拉压浆后,将支架纵梁底部落梁垫块拆除,底模则自动落下,分块后抽出。
5 结论
通过对中铁大桥局重庆奉节至云阳高速公路第十八标段红石梁1
号特大桥边跨曲线段施工分析,对于曲线段支架布置及安装、曲线段支架预压、曲线段施工,在施工中只要严格按照连续刚构施工工艺,采用科学合理的施工组织才能保证工程的质量与安全。
参考文献
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