大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂施工控制研究

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1、第l4卷第l期石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報VOL．14No．12015年3月J0URNAL0FSHIJIAZHUANGINSTITUTE0FRAIUⅣYTECHNOL0GYMar．20l5大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂施工控制研究李剛(中鐵十九局集團第一工程有限公司遼寧遼陽111ooo)摘要：大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁常采用掛籃懸臂澆筑施工文章結(jié)合具體工程實例，采用Ansys建立施工仿真計算模型，提出采用灰色理論預(yù)測法對主梁撓度變化進行預(yù)測，提供各施工階段的立模標(biāo)高，以指導(dǎo)施工，該方法對同類橋梁的施工有很好的參考價值。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁灰色理論施工控制中國分類號：U24文獻標(biāo)識碼：

2、A文章編號：1673．1816(2015)01．0054．051引言大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂澆筑施工時，由于混凝土的非勻質(zhì)性、幾何參數(shù)的變異性以及受到時間、溫度等因素的影響，使得橋梁結(jié)構(gòu)各施工階段的線形與內(nèi)力偏離設(shè)計值。結(jié)構(gòu)中的各個部分是在分段施工中逐步形成的，各個施工階段不僅結(jié)構(gòu)形式不同，而且施工荷載也與成橋狀態(tài)的設(shè)計荷載有一定的差異。因此對施工過程中每個階段的幾何線形和內(nèi)力狀況的分析計算，就成為橋梁懸臂施工控制中的基本要求。某橋為鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，跨度組成為(60+110+60)m，全長221．5m。中支點梁高為7．2m，中跨跨中及邊跨現(xiàn)澆段梁高為4．6m。梁體為

3、單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。箱粱頂寬12．6m，底寬6．4m，頂板厚度35～45～55cm，腹板厚度60～80～100cm，底板厚度55～165cm，在端支點、中支點以及中跨跨中共設(shè)5個橫隔板，隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。橋型布置見圖1。圖1連續(xù)梁橋型布置圖(cm)2連續(xù)梁懸臂施工控制原理大跨度橋梁施工控制的主要目的是+使施工實際狀態(tài)最大限度地與理想設(shè)計狀態(tài)相吻合，包括線收稿日期：2014—1卜18作者簡介：李剛(1972-)，男，漢，遼寧蓋縣人，學(xué)士，工程師，研究方向橋梁。54第1期李剛大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂施工控制研究形與受力狀態(tài)。一般對橋梁的控制方法有事后控制法、預(yù)測

4、控制法、自適應(yīng)控制法和最大寬容度法等?，F(xiàn)代橋梁施工控制主要運用的結(jié)構(gòu)計算方法包括：正裝分析法、倒裝分析法和無應(yīng)力狀態(tài)分析法。施工控制影響因素包括施工方案與施工荷載、預(yù)加應(yīng)力、混凝土收縮徐變、溫度及施工進度等。2．1理論立模標(biāo)高的確定在連續(xù)梁掛籃現(xiàn)澆施工過程中，梁段立模標(biāo)高的合理確定，是關(guān)系到主梁的線形是否平順、是否符合設(shè)計的一個重要問題，也是施工控制的一個重要事項，其計算公式如下：(i)=H(D)+f(f)+／(g)+／(f)H(i)——第f段待澆主梁的底模板前端的立模標(biāo)高；H(D)——第f段待澆主梁的底模板前端的成橋設(shè)計標(biāo)高；廠(f)——本階段及后續(xù)所有施工階段對第梁段前端產(chǎn)生的撓

5、度累計值；(g)——由于掛籃變形產(chǎn)生的底模板前端的撓度值；廠(f)——成橋t年后由收縮徐變和車輛運營所產(chǎn)生的撓度。其中掛籃變形值是根據(jù)掛籃加載試驗，綜合各項測試結(jié)果，：繪出掛籃荷載一一撓度曲線，進行內(nèi)插而得。2．2施工控制中的灰色系統(tǒng)預(yù)測模型進行施工控制的目的就是通過獲得的數(shù)據(jù)預(yù)測以后的施工走向并加以調(diào)整，以確保施工的安全性。灰色理論的特點是以現(xiàn)有信息為基礎(chǔ)來進行數(shù)據(jù)加工與處理，建立灰模型來預(yù)測系統(tǒng)未來發(fā)展變化，常用的模型為GM(1，1)模型。在構(gòu)建灰色系統(tǒng)預(yù)測模型時可將橋梁看成一個灰色系統(tǒng)，其灰色預(yù)測模型的建立步驟如下：在第f+l號梁段施工前，通過計算得到已澆梁段在理想狀態(tài)下的撓度

6、變化值，在第f梁段施工完成后，測得前幾節(jié)梁段撓度變化實測值，對兩者建立誤差序列，以此為原始序列，建立GM(1，1)模型。作為預(yù)測模型的GM(1，1)模型，其白化微分方程為：y(1)——+aX(1)=zfdt式中：a，為待辨識的參數(shù)；z(為原始數(shù)據(jù)z(?！睦奂由蓴?shù)據(jù)系列。解方程得時間響應(yīng)函數(shù)為：廣z㈩(f)：ILz㈩(1)一IP—a()+口Ja將上式離散后可得相應(yīng)的預(yù)測模型為：z¨’(k+1)=IZL下一梁段立模標(biāo)高預(yù)測值為：(七+1)=Z‘。(尼+1)H，(+1)式中：z(。(斛1)為立模標(biāo)高實測值與理論計算值比值；(1)為立模標(biāo)高理論計算值。3懸臂施工ANSYS仿真分析3．1有

7、限元模型利用Ansys建立有限元計算模型，模型中混凝土與預(yù)應(yīng)力鋼束采用分離式建模方式，混凝土用55石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報2015年第1期實體單元solid95模擬，鋼束采用只受拉的桁架單元link8模擬，通過輸入初始應(yīng)變來模擬預(yù)應(yīng)力的大小，通過耦合力筋和最近的混凝土單元節(jié)點自由度使兩者成為一個整體；施工階段利用Ansys中的單元生死功能來模擬，即先對相應(yīng)單元進行編組，然后按照施工進度進行激活或殺死。主梁有限元模型見圖2，模型中的預(yù)應(yīng)力鋼束見圖3。0隅≮