混凝土自锚式悬索桥施工控制分析
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悬索桥施工安全控制要点范文一、安全管理机构1.建立安全管理机构,负责悬索桥施工过程中的安全管理工作。
2.组织编制相关安全管理制度和施工方案,明确责任分工和安全要求。
二、人员培训和监督1.对从事悬索桥施工的工人进行专业的培训,使其了解安全操作规程和应急处理方法。
2.设立专人负责对施工工人进行安全监督,确保施工人员严格按照安全操作规程进行作业。
三、现场安全设施1.设置明显的安全警示标志,提醒施工人员和过往人员注意安全。
2.建立安全防护网,防止高空坠物对施工人员和周边群众造成伤害。
3.设置安全出口和紧急疏散通道,确保在紧急情况下能够迅速疏散人员。
四、施工过程控制1.合理安排施工时间和施工区域,避免高风等极端天气对施工造成影响。
2.建立施工工序管理制度,明确每个工序的安全要求和操作流程。
3.加强对施工材料和设备的检查和监控,杜绝不合格材料和设备的使用。
五、安全事故应急处置1.建立健全的应急预案,明确安全事故发生时的处理程序,并进行模拟演练。
2.确保现场配备足够的急救设备和人员,及时处理和救治伤员。
3.做好事故调查和事故的隐患排查,找出事故原因并采取相应措施防止再次发生。
六、监督和验收1.加强监督力度,定期对悬索桥施工现场进行安全检查和隐患排查。
2.施工完成后进行安全验收,确保施工质量和安全水平符合标准要求。
通过以上的安全控制要点,可以最大程度地减少悬索桥施工过程中的安全风险,保障施工工人和周边群众的安全。
当前,新冠疫情影响广泛,还需要加强疫情防控措施,保证工人和管理者的健康安全。
总结:为了确保悬索桥施工过程的安全,必须加强安全管理工作,包括建立安全管理机构、进行人员培训和监督、设置现场安全设施、实施施工过程控制、完善安全事故应急处置和加强监督和验收等方面的工作。
只有全面考虑和有效实施这些措施,才能够在悬索桥施工中确保安全,保护好施工人员和周边群众的生命财产安全。
大跨度悬索桥主缆控制大跨度悬索桥主缆的受力图式可简化为受沿索长分布的均布荷载和吊索处的集中荷载作用的柔性索,主缆的计算即可转化为求理想索结构的线形和内力问题。
主缆线形是以吊点为分段点的分段悬链线,通过分段悬链线解析计算理论可以求得主缆在荷载作用下的线形和内力。
在对设计成桥状态精确计算的前提下,为了使竣工后的主缆线形符合设计要求,还需要在施工过程中对主缆的线形进行控制。
其方法是事先计算出各施工阶段的超前控制值,并在施工过程中不断进行跟踪分析和调整。
大跨度悬索桥的结构线形主要受主缆线形和吊索长度的控制,主缆一旦架设完成,其线形将不能进行调整;吊索长度根据主缆完成线形提出,一般也不预留太大的调整长度。
因此主缆施工阶段的控制是整个施工过程中最重要的部分。
精确计算出主缆初始安装位置和吊索制作长度等超前控制值非常关键,是保证悬索桥成桥后几何线形满足设计的必要条件。
5.1主缆系统施工控制计算的基本原理5.1.1成桥主缆线形计算原理悬索桥的成桥主缆线形是主缆设计的目标和基础,主缆索股下料长度计算、索股架设线形计算、索鞍的预偏量计算、空缆索夹安装位置计算、吊索的下料长度计算等均与成桥主缆线形有关,因此精确地计算成桥主缆线形是完成施工控制的前提。
悬索桥的成桥理想设计状态为:①恒载状态下中跨的线形满足设计矢跨比;②索塔塔顶在恒载状态下没有偏位,塔根不存在弯矩;③恒载由主缆承担,加劲梁在恒载状态下不产生弯矩。
其中,状态③通常不易达到,跟主梁施工方法、顺序有关。
对于大跨度悬索桥,事先只知道设计成桥状态结构的控制性几何形状参数,如主缆理论顶点、垂度、主缆跨径中点位置、桥面竖曲线、索夹水平位置、鞍座中心位置等,而主缆的精确线形和结构内力都是未知的,无法通过倒拆法精确计算架设参数。
根据设计给定的控制性几何形状参数,如给定主缆理论顶点和锚固点,则相当于悬索的几何约束边界条件已知。
通过下列条件可确定主缆的成桥线形:①主缆上吊点的水平位置已知;②索夹上作用的集中荷载已知(吊索内力可以通过基于有限位移理论的非线性有限元法求得):③主缆通过给定点,如跨中的标高己知;④相邻两跨主缆在塔顶或索鞍处的平衡条件已知。
自锚式悬索桥施工监控技术研究1前言自锚式悬索桥不同于一般的悬索桥,是一种新兴的适用于城市地区的新桥型。
它的主缆直接锚固在加劲梁的梁端,由主梁直接承受主缆中的水平拉力,不需要浩大的锚碇,这给不便利建筑锚碇的地方修建悬索桥供应了一种解决方法。
1915年德国就修建了第一座自锚式悬索桥,日本1990年建成的北港桥,韩国1999年建成的永宗大桥堪称是自锚式悬索桥的代表。
自锚式悬索桥有如下特点:(1)在形状结构上,取消了其它悬索桥两端大体积锚锭混凝土,节约了占地面积。
(2)在受力结构上,利用桥梁桥面系来平衡主缆的水平拉力,悬索部分和钢桁梁自成体系形式,上部结构中的恒载和活载通过自锚体系传力至索塔,再传至索塔基础,最终传力至地基[1]。
(3)在施工步骤上,其它悬索桥先施工主缆,然后再进行梁体的安装或浇筑,而自锚式悬索桥由于主缆锚固在主梁两端,故先进行钢桁梁的施工,再安装主缆。
(4)在施工监测监控上,自锚式悬索桥要求精度较其它悬索桥高,钢梁拼装、主缆安装调整、索夹和吊杆的安装调整、索塔的偏位变形等都应在监控之下,使桥梁时刻处在良好的施工掌握状态和操作状态。
总之,自锚式悬索桥保留了传统悬索桥的形状,桥梁造型美观,在地基很差或锚碇修建困难的地区也可采用,是城市中小跨径桥梁设计方案的抱负选择[2]。
2桥梁施工监控桥梁施工监控是一个“施工—测量—计算分析—修正—预报”的循环过程,即通过事先在塔、梁和拉索等主要部位埋设数种性能各异的的传感器和相关的测试仪器获得大量的数据,包括几何参量和力学参量;并利用高效计算机程序,对数据进行分析处理,并确定一个阶段的施工参数。
通过二者的有机结合,调整掌握桥梁的内力和线形,实现桥跨结构的内力和线形同时达到设计预期值,确保桥梁施工安全和正常运营,并保证其具有美丽的外观外形。
自锚式柔性悬索钢桁梁桥的主缆锚固在桥梁两端的铺锭横梁上,加劲钢桁梁的两端也分别埋入两端的锚锭横梁中,锚固梁通过板式橡胶支座支撑在桥台上,主缆水平力与加劲梁水平力平衡,如主缆张拉力过大则简单引起加劲钢桁梁内力超限,造成加劲梁局部失稳,甚至全桥垮塌,主缆鞍座偏心过大,造成主塔弯曲拉应力过大,形成施工过程的担心全。
独塔自锚式悬索桥缆索系统施工控制山东东方路桥建设总公司摘要:迎宾悬索桥位于临沂市柳清河上,是山东省第一座独塔自锚式钢筋混凝土悬索桥。
2007年3月开工建设,2008年11月竣工通车。
由于桥面较宽,按10车道进行设计,两跨又极端不对称,结构内部受力复杂,施工控制困难。
自锚式悬索桥在国内尚不多见,本文仅对挂索施工及复杂的索力调整等关键工序进行了系统的介绍。
关键词:独塔自锚式悬索桥;缆索架设安装;受力体系转换1工程概况桥梁结构方案采用独塔双索面自锚式钢筋混凝土悬索桥形式,桥梁主跨为70m,边跨为25m,主缆中心距32m,顺桥向吊索间距4m。
索塔采用欧式塔型,塔结构总高34米,桥面以上塔结构高24.5米,桥梁横断面宽43米,上部加劲梁采用双边肋纵梁与吊杆间横梁相交的框架体系,纵横梁高度采用2.3米,其间设置现浇钢筋混凝土桥面板,桥面铺装采用7cm厚沥青混凝土。
下部结构主塔基础采用φ150cm的群桩,主跨桥台采用φ120cm钻孔灌注桩,边跨桥台采用半整体式重力桥台。
纵横梁、主塔、桥面板均采用C55混凝土。
本桥图纸由临沂市公路局设计院设计,上海同济大学进行审核,大连理工大学进行施工监控,山东东方路桥建设总公司进行施工。
由于本桥土建部分为普通钢筋混凝土施工工艺,在此不再赘述,本文仅就上部缆索系统施工工艺作以介绍。
2 缆索系统施工本桥主缆及采用φ5.25x127平行钢丝成品索(不带外护套),标准强度σb=1770MPa,每根主缆37股;吊杆共34根(带PE护套),标准强度σb=1670MPa,规格为四种:φ7x73、φ7x121、φ7x163及φ7x223。
另外边跨桥台内设置可更换的锚固张拉杆104根(带PE护套),连接纵梁及台身。
缆索体系施工方案主要包括:预埋件、主索鞍及散索套安装;主缆架设及线形调整;猫道架设;紧缆;索夹及吊杆索安装;悬索受力体系转换;主缆缠丝;体系防腐。
2.1 预埋件、主索鞍及散索套安装定位全桥共有索股锚固钢箱四个,吊杆孔预埋钢管34套,索鞍两个,散索套四个,全部在专业生产厂家定做。
自锚式悬索桥施工控制中若干关键问题的研究的开题报告一、选题背景自锚式悬索桥是一种新兴的桥梁结构形式,其特点是桥梁主跨通过悬索索杆直接锚固在岸边锚墩上,具有两端自由悬挂的特点,较传统的悬索桥更为简洁明快。
自锚式悬索桥具有大跨径、宽跨径、高承载能力等优点,在海湾、河道等地区广泛应用,并成为大跨径桥梁的重要发展方向。
受国内交通工程建设的快速发展和技术进步的推动,自锚式悬索桥逐渐成为我国大型桥梁建设的主流选择之一。
与此同时,自锚式悬索桥的施工也受到了越来越多的关注。
自锚式悬索桥的施工既涉及到悬索索杆的制造、预应力张拉,也涉及到主梁的制造、吊装等多个环节,其中施工控制是至关重要的环节。
自锚式悬索桥的施工控制涉及到多个关键问题,包括悬索索杆的尺寸精度控制、预应力张拉的误差控制、主梁吊装的平稳性控制等等。
这些问题的解决对于保障自锚式悬索桥的施工质量和安全具有极为重要的意义,因此本研究拟就相关关键问题展开深入的探究。
二、选题目的和意义本研究旨在研究自锚式悬索桥施工控制中若干关键问题,从而为自锚式悬索桥的施工质量和安全保障提供技术支持。
具体目的和意义如下:1. 深入研究自锚式悬索桥的施工特点和控制要点,为自锚式悬索桥施工的顺利进行提供理论指导。
2. 探究悬索索杆尺寸精度控制、预应力张拉误差控制、主梁吊装平稳性控制等关键问题,为自锚式悬索桥施工过程中控制这些因素提供有力依据。
3. 提出相应的解决方案和技术手段,并进行实践验证,从而为自锚式悬索桥的施工质量和安全保障提供有力措施。
三、研究内容和方法本研究主要围绕自锚式悬索桥施工控制中的若干关键问题展开探究,具体研究内容如下:1. 研究自锚式悬索桥的施工特点和控制要点,深入了解自锚式悬索桥的施工过程和施工控制的必要性。
2. 探究悬索索杆尺寸精度控制的方法和手段,从材料的选择到加工和测量,全方位地掌握悬索索杆的制造要求和关键环节。
3. 借助仿真技术和实测方法,研究预应力张拉误差控制的方案和手段,分析不同因素对预应力误差的影响,提出相应的解决方案。
混凝土自锚式悬索桥施工控制分析
摘要:近年来,混凝土自锚式悬索桥作为一种特殊的桥型,以其优美的结构造型、较强的地形地质适应性、良好的经济性等优点,越来越受到工程界的青睐,成为城市市区中小跨径桥梁极具竞争力的桥型。
为了确保施工过程中内力和变形始终处于结构容许的安全范围之内,确保成桥状态的内力与线形符合设计要求,施工控制尤为
重要。
以南京市宁杭高速公路跨线桥梁—学八路景观桥为工程背景,对混凝土自锚式悬索桥施工控制过程进行分析。
关键词:自锚式悬索桥;混凝土加劲梁;施工控制
1、概述
传统的悬索桥一般跨度较大,但是当跨度逐渐减小时,主缆锚固
工程造价占全桥总造价的比例将不断加大,造成经济上的不合理,
而如果将主缆直接锚固在加劲梁两端,这样就取消了庞大而昂贵的主缆锚固工程。
混凝土自锚式悬索桥是指加劲梁由钢筋混凝土材料制作的自锚
式悬索桥[1]。
由于主缆锚固在加劲梁两端,由主缆产生的水平力相当于给长期受压的混凝土加劲梁施加了“免费”的纵向预应力,使得加劲梁不需配置或配置少量预应力筋便可达到全预应力梁的效果,可以节省大量预应力器材与机具,因而采用混凝土加劲梁制作
的自锚式悬索桥不仅受力合理,同时由于其错落有致的造型以及良好的适应性和经济性而受到越来越广泛的应用[2]。
2、施工控制概述
施工控制是一个“施工—量测—识别—预测—修正—预告—施工”循环递进的过程(如图1所示),即通过事先在主塔、加劲梁和吊索等主要部件埋设数种性能各异的传感器,通过相关的测试仪器采集大量的数据;利用计算机对数据进行分析处理,确定每一个施工阶段的施工参数。
通过二者的有机结合,调整控制桥梁的内力和线形,实现桥跨结构的内力和线形均达到设计预期值,确保桥梁施工安全和正常运营。
简言之,施工控制就是一个信息采集、分析与反馈的过程。
3、施工控制分析与实施
悬索桥在施工过程中一旦主缆安装就位,主缆内力、挠度完全取决于结构体系、结构自重、施工荷载和温度变化,因此主缆无应力下料长度、主缆在自重作用下的初始安装位置(索鞍初始预偏量、主缆初始垂度和线形)成为悬索桥施工控制的关键。
而混凝土自锚式悬索桥由于在主缆端部锚固力介入了梁体的受力和变形因而整个桥体结构的静力和动力特性较之一般常规悬索桥有所不同而且更为复杂[1]。
在整个施工过程中,结构的几何形态、边界条件、材料特性随时间而变化,载荷作用的数值与位置也随时间发生变化,使得结构效应(位移、内力、应力、反力等)在施工过程中具有时空演变特征。
尤其值得注意的是,该种桥型在施工过程中结构体系变化较多,加劲梁的内力状态要发生多次改变,与此同时,由于主缆的柔性大,其空缆线形与成桥线形存在较大差异,张拉吊索施工时结
构的变形较大,这些都需要通过严格准确的施工控制,才能保证结构施工过程的安全,才能保证建成后结构的内力与线形与设计状态相符。
因此,自锚式悬索桥的施工控制难度比一般常规悬索桥大,同时也比斜拉桥的施工控制复杂。
自锚式悬索桥施工控制的主要内容包括主缆线形控制、主塔偏位控制、桥面线形控制、索力监测、应力监测、温度监测等。
3.1主缆线形控制
主缆线形直接影响整个结构的受力。
主缆锚固在位于桥梁两端的端横梁上,主缆水平力与加劲梁水平力平衡,竖向力由端横梁自重以及其下的拉压支座平衡。
如主缆张力过大则容易引起加劲梁内力超限,造成加劲梁局部发生扭转、畸变,甚至全桥垮塌;主缆鞍座偏心过大,塔顶产生很大的水平不平衡力,势必造成主塔根部混凝土弯曲拉应力超限,进而导致局部开裂,不仅给施工过程带来很大的安全隐患,而且严重影响结构的耐久性。
因此,自锚式悬索桥主缆线形控制是施工控制过程中的关键一步。
根据悬索桥理论,自锚式悬索桥结构成桥时主缆线形应为近似的抛物线。
主缆是柔性结构,其几何形状随着所受荷载的不同而变化,位移与外荷载的变化呈非线性,且变形较大。
结构成桥时主缆线形和设计线形越吻合,吊杆受力越均匀,加劲梁受力就越合理。
施工控制过程中通过对每一阶段计算线形与实测线形的比较,分析差异,寻找原因,及时调整相关方案,确保成桥时主缆线形符合设计状态。
具体监测利用桥址附近的施工平面和高程控制网,采用全站仪和
安装在各控制点的照准目标进行多测回观测,以极坐标和三角高程测量获取控制测点的三维大地坐标,并通过坐标变换求出控制点的施工设计位置坐标。
3.2主塔偏位控制
主塔偏位控制主要指主塔垂直度控制。
由于主塔在施工过程和成桥后均承受经由吊杆和主缆传来的荷载,在不平衡荷载和大气温差作用下均会使主塔产生不同程度的变形,为了不影响索力调整,须
掌握主塔在自然条件下的变形规律以及在索力影响下偏离位置的
程度。
具体监测主要采用测距法,使用水准仪和全站仪等仪器设备,对
顺桥向和横桥向两个方向变位值进行测量。
测站点一般布置在桥梁轴线上适当位置,观测点的布置可随测试阶段作相应的适时调整,
一般设置在主塔侧壁或顶端部位。
主塔塔偏测量可以提供其在索力调整过程中的变位以及在日照下随温度变化发生纵横桥向偏移的
曲线。
3.3桥面线形控制
作为柔性结构,自锚式悬索桥由于几何非线性、材料非线性和施工过程中调整索力所引起的误差等原因,桥面线性的变化变得尤为突出,故要尽量减少实际结构桥面线性与设计结构桥面线性的偏差,并将其降低到容许的范围内。
桥面线形控制包括高程控制、位置控制和中线控制。
高程控制采用水准测量法,测出加劲梁的实际标高,与设计值比较并调整至误
差范围内为止。
位置控制和中线控制是将全站仪安置在桥梁轴线和主纵梁轴线上,以桥轴线上某一点为后视点,采用视准线法直接利用小钢尺测量每一片横梁的偏离值以及用小垂球测量加劲梁的垂直度。
3.4吊索索力监测
在吊索安装与张拉施工过程中,索夹安装位置的准确与否、吊索的张拉顺序与张拉力大小控制直接关系到加劲梁线形、主缆线形、吊索的使用寿命乃至施工安全。
吊索张拉施工是一个复杂的非线性过程,同时存在主缆大位移、主缆与鞍座的切点变化、吊索力的强相干性、吊索的退出与参与工作、加劲梁和索塔的梁柱效应、混凝土收缩徐变、加劲梁与支架接触非线性等。
因此,在施工中必须确保索力测试结果正确可靠,可见吊索安装与张拉也就成为自锚式悬索桥施工控制的重点与难点。
索力测量主要是提供各测试阶段的索力值以及关键索力随温度变化的曲线。
然后根据上部结构施工工况对吊索在不同工况下的索力进行调整。
索力监测一般采用附着在拉索下的高灵敏度传感器拾取拉索在环境振动激励下的振动信号,经过滤波、放大和频谱分析,根据频谱图来确定拉索的自振频率,然后根据自振频率与索力的关系确定索力。
考虑到拉索弯曲刚度的影响,应进行测量前的标定工作,并在测量中加以修正。
3.5应力监测
对主缆线性、加劲梁线形的控制实际上归根结底就是为了保证结
构截面应力的合理。
应力控制主要是监测各个施工阶段尤其是吊索张拉过程中对加劲梁上下缘、主塔根部的控制截面应力值以及成桥状态下各监测截面的恒载应力值,能够更准确地了解各个控制截面的应力状况,并对施工过程中各阶段的施工荷载变化情况进行判断,确保结构施工安全。
目前应力监测主要采用电阻应变仪法、钢弦式传感器法等。
3.6温度监测
温度的影响总体上可分为两种,一是昼夜温差,二是季节温差。
温度变化,特别是日照温差的变化,对于混凝土自锚式悬索桥结构内
力和变形影响是复杂的。
在施工阶段,日照温差对加劲梁挠度和塔柱水平位移的影响尤为显著。
温度测量可以提供索、塔、梁各测度断面温度短期变化曲线和季节性温差曲线。
温度测量一般选用性能优良的热敏电阻。
将热敏电阻埋入索塔,用数字式万用表进行测量,根据电阻与温度的标定曲线,由测定的电阻值推算温度值。
4、结束语
随着我国经济的高速发展,交通建设方兴未艾,混凝土自锚式悬
索桥必将在城市和旅游区的桥梁建设中大放异彩。
由于混凝土自锚式悬索桥在桥梁施工中在近几年才得以采用,无成熟经验可循,本
文针对其施工控制的分析为今后此类桥梁的建造提供借鉴。
参考文献:
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