高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制

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1、高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制內(nèi)容與方法研究摘要：結(jié)合太原至澳門高速公路濟(jì)源至?xí)x城（省界）段白澗河大橋，對高墩、大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂施工的應(yīng)力、線形控制方法進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞：高墩、大跨度、連續(xù)剛構(gòu)、施工控制連續(xù)剛構(gòu)橋是墩梁固接的連續(xù)梁橋。它是在連續(xù)梁橋和T型剛構(gòu)橋的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的大跨徑橋梁最常用的形式之一，具有跨越能力大，行車舒適，無需大型支座等特點(diǎn)。該類橋梁特別適合于跨越深谷、大河、急流的橋位。今年以來，在西部大開發(fā)的交通建設(shè)中，穿越山嶺重丘區(qū)架設(shè)在陡坡深谷之間的高墩大跨度橋梁日益增多，給高墩、大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)

2、展帶來了新的機(jī)遇；同時(shí)，如何有效地提高該類橋梁的施工控制水平，確保結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，保證結(jié)構(gòu)的受力合理和線形平順，為大橋安全、順利地建成提供技術(shù)保障，是施工中特別需要關(guān)注的問題。1、工程概況白澗河大橋位于太原至澳門高速公路濟(jì)源至?xí)x城（省界）段。橋型為高墩大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑布置如下：75+2×135+75米，上部結(jié)構(gòu)均為單箱單室變截面箱梁，大橋跨中及端部梁高3.0米，底板厚0.3米，根部梁高7.5米，底板厚1.0米，箱梁梁高及底板厚度均按二次拋物線變化。主橋下部構(gòu)造均采用雙薄壁空心墩。白澗河大橋橋墩橫橋向?qū)挾葹?.5

3、米，順橋向兩墩外側(cè)距離9.0米，6、8號橋墩單片墩寬2.5米，9號橋墩單片墩寬3.0米，壁厚0.5米鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。橋墩承臺采用整體式15.0×25.7×4.0米。采用直徑為1.8米挖孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用掛籃對稱懸臂澆注施工，0、1號塊在墩頂及托架上澆筑完成，其余各段施工采用掛籃懸臂澆筑，邊跨現(xiàn)澆段采用支架施工，合攏段采用吊架進(jìn)行施工。合攏順序?yàn)橄冗吙绾蠛蠑n中跨。2、施工監(jiān)控的目的與原則連續(xù)剛構(gòu)體系在施工過程中要經(jīng)歷多次體系轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)單元數(shù)量、荷載逐步變化，是一種復(fù)雜的超靜定結(jié)構(gòu)。為了保證工程施工質(zhì)量，就需要

4、有一個(gè)科學(xué)合理的施工控制系統(tǒng)，來綜合考慮各種影響因素，嚴(yán)格監(jiān)控整個(gè)施工過程中結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力情況，達(dá)到指導(dǎo)施工的目的，以確保橋梁的成橋線形及結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。其控制原則為：(1)施工過程中以截面的應(yīng)力和內(nèi)力為主要控制對象；(2)懸臂段合攏相對高差控制在20mm以內(nèi)；(3)橋面線形調(diào)整引起的橋面墊層厚度增減絕對值最小，平均值符合設(shè)計(jì)要求；(4)橋面預(yù)拱度滿足二期恒載、1/2活載作用和設(shè)計(jì)混凝土徐變年限內(nèi)的徐變變形要求。3、施工監(jiān)控的方法施工監(jiān)控方法主要可以分為兩個(gè)部分：施工過程模擬分析和參數(shù)調(diào)整。參數(shù)調(diào)整方面，白

5、澗河大橋運(yùn)用了參數(shù)識別和灰色理論預(yù)測相結(jié)合的方法進(jìn)行監(jiān)控。3.1　施工過程模擬分析方法施工過程模擬分析是橋梁監(jiān)控的理論依據(jù)，由工程實(shí)際建立理論模型，對結(jié)構(gòu)各階段的內(nèi)力和撓度進(jìn)行計(jì)算。在施工控制計(jì)算中，將各主梁離散成梁單元，三個(gè)墩底視為固結(jié)，兩邊跨端視為鏈桿支承。將單元幾何信息及各施工階段的荷載、徐變、收縮、預(yù)加力等信息輸入數(shù)據(jù)文件，先進(jìn)行前進(jìn)分析計(jì)算，再進(jìn)行倒退分析計(jì)算。白澗河大橋的施工仿真計(jì)算采用了目前能夠應(yīng)用于施工監(jiān)控的大型空間有限元軟件MIDAS/Civil進(jìn)行施工仿真計(jì)算，下圖為白澗河大橋的全橋三維數(shù)值模型：3

6、.2參數(shù)調(diào)整理論在橋梁的實(shí)際施工中，由理論模型計(jì)算的某一施工階段的內(nèi)力、撓度等會與實(shí)際量測結(jié)果存在一定偏差，為了確保施工質(zhì)量，必須將偏差控制在容許范圍內(nèi)，當(dāng)偏差超出容許范圍時(shí)，就必須對理論模型中的主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行識別。設(shè)計(jì)參數(shù)識別是根據(jù)施工中結(jié)構(gòu)線形或內(nèi)力的實(shí)測值對主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行識別，尋找產(chǎn)生偏差的原因。然后將修正過的設(shè)計(jì)參數(shù)反饋到仿真數(shù)值模型中去，重新給出施工中內(nèi)力和撓度的理論期待值，以消除理論值和實(shí)測值不一致的主要部分，最后達(dá)到內(nèi)力和撓度雙控的目標(biāo)。至于灰色預(yù)測控制，則是將各控制點(diǎn)的標(biāo)高理論計(jì)算值減去實(shí)測值得到誤

7、差序列，建立誤差序列的GM(1,1)模型，求得誤差函數(shù)，得到誤差估計(jì)值，將誤差估計(jì)值和理論值相加得到預(yù)測值?；疑碚摰奶攸c(diǎn)在于預(yù)測，通過數(shù)據(jù)處理功能對誤差進(jìn)行預(yù)測。參數(shù)估計(jì)是參數(shù)識別理論的核心，參數(shù)識別法把握了控制參數(shù)產(chǎn)生偏差的主要因素。由于連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂施工中對線形誤差的糾正措施比較少，控制誤差的產(chǎn)生就顯得尤其重要。鑒于此，在預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋撓度控制過程中可以將這兩種理論相結(jié)合，充分發(fā)揮各自的所長。其思路是：在施工階段，根據(jù)狀態(tài)變量（控制點(diǎn)位移、控制截面內(nèi)力）的實(shí)測值和相應(yīng)理論值，運(yùn)用參數(shù)識別法對影響參數(shù)進(jìn)行識別和修

8、正，重新給出理論期望值；然后根據(jù)理論期望值和實(shí)際值的差別運(yùn)用灰色預(yù)測法對下一節(jié)段的誤差進(jìn)行預(yù)測。這樣既消除了產(chǎn)生偏差的主要因素，又將控制系統(tǒng)本身的誤差及其他難以精確計(jì)算的隨機(jī)因素的影響降到最小。4、施工監(jiān)控的主要內(nèi)容施工監(jiān)控的主要內(nèi)容有：（1）箱梁高程線形監(jiān)控；（2）箱梁平面線形監(jiān)控；（3）箱梁和薄壁墩控制斷面應(yīng)力監(jiān)控；（4）箱梁