结构分析模型误差对大跨径连续梁桥工程控制的影响
大跨径桥梁施工控制不确定因素分析

大跨径桥梁施工控制不确定因素分析随着社会经济的高速发展,各种大型工程应运而生,大跨度桥梁工程在当今交通运输过程中的作用日益提升。
然而,由于大跨度桥梁不论是结构还是施工难度都较为复杂,对于工程质量与安全要求度更高但却受到诸多不确定因素的影响。
文章就此加以分析,并对其施工质量与安全提出个人的建议。
标签:大跨径桥梁;不确定因素;控制方法1 影响施工控制的因素桥梁施工质量与安全不仅关系到桥梁工程自身的使用寿命,更关系到人们生命安全,加强对施工过程中的控制是必不可少的环节。
尤其是对于预应力砼桥梁,因其施工材料具有不稳定性,受使用环境中的温度与湿度等气候因素影响较大,同时还受到施工技术与方法的影响但其影响度存在一定差异,以下重点围绕温度效应以及混凝土徐变加以分析。
1.1 温度效应分析温度应力分为两种:一种是在结构物内部某一构件单元中,因纤维间的温度不同,所产生的应变差受到纤维间的相互约束而引起的应力,称其为温度自约束应力或温度自应力;另一种是结构或体系内部各构件,因内部构件温度之间的差异而导致不同程度上的变形并在结构外支承约束所产生的次内力的相应应力也即温度次约束力,其显著的特点为非线性和时间性。
而温度分布指的是,混凝土结构在单位时间内内部结构与其表面之间的温度情况。
一般情况下,因内外部热传导性能的差异,外部热传导速度要明显快于内部热传导,导致混凝土内部受到的热传导之间的差异较大,进而形成了非线性的温度分布状态。
而影响混凝土温度差异的外部因素主要在于大气温度的变化。
例如,太阳光照的强度与变化、昼夜温差的变化、风雪雨等天气变化等;内部因素主要有构件的结构与形状、混凝土内部的物理性质等。
(1)温度载荷。
不论是在施工阶段还是竣工的使用过程中,桥梁工程中的混凝土都会受到环境中的温度影响导致其内部存在一定的差异。
根据现有理论以及实践,混凝土结构桥梁承受的温度荷载有以下三类:其一,因光照而导致的温度荷载;其二,因温度骤变而引起的温度荷载;其三,因温度常年变化而造成的温度载荷。
分析模型对大跨度空间结构分析的影响

2 . 2 S A P 2 0 0 0结 果
采用 同样 的 网壳 模型 ,同 时考 虑 下部 结 构 的实 际 作用 , 设 计采用 S A P 2 0 0 0 进行了结构整体特 『 生的分析[ 3 ] 。
第2 3卷 第 6期
2 0 1 3年 1 2月
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天 津 建 设 科 技
建 筑 工 程
分析模型对大跨度空间结构分析的影响
口 文 /王 克 峰
摘 要 : 文章 以 东丽体 育 中心 网球 馆 工程 为背景 , 通 过详 细 的有 限元分 析 比较 , 说 明 了不
都 是 与整体 结 构 的水 平变 形相 协调 的反对 称 变形 。
2 . 2 . 2 网壳本 身应 力 比 / 变 形分布 发 生变化
盖 作用 在 内 的整 体分 析 。但 是 , 如何合 理考 虑 这种整 体 结 构 的动力 特 性 /层 问变 形特 性 则 是 需要 详 细分 析 的
比较接近 , 因此这 里只 以 E T A B S为例进 行 说 明。 1 ) 对于 S A P 2 0 0 0的计 算 模 型 , 其 网壳 在 平 面 外 的 变 形 能力在 动 力特 性 中表现 的较 为 明显 ,影 响到 结构
此, 目前 , 对 于一般 的大跨 度 屋 盖 结构 往往 采 用考 虑 屋
2 ) 在单独分析中 , 网 壳模 态 的 出现 顺 序 按 照 有 规 律: 一 阶正对 称 /反对 称 ; 二 阶 正对 称 /反 对称 等 顺序 出现 。而 在整 体分 析 中 网壳 除第 一阶 竖 向振 动外 , 基本
连续刚构桥主跨合龙偏差浅析

连续刚构桥主跨合龙偏差浅析摘要:随着我国的交通事业的快速发展,公路铁路等基础设施建设越来越多,桥梁建设也发展迅速,在形态各异的各类桥梁中,连续刚构桥由于桥梁结构外观优美、行车舒适性好、施工方法成熟,越来越多的被采纳到城市建设方案中,但是连续刚构桥由于施工过程中的误差累积,导致合龙时两侧梁端出现较大的偏差,合龙作为连续刚构桥结构体系转换的关键施工环节,需要采取一定的措施确保桥梁顺利合龙。
关键词:连续刚构桥;合龙偏差;误差来源;误差原因;强制合龙一、前言随着我国的交通事业的快速发展,特别是云贵川等内陆省市的大力发展,公路铁路等基础设施建设越来越多,桥梁建设也发展迅速,在在形态各异的各类桥梁中,连续刚构桥由于桥梁结构外观优美、行车舒适性好、施工方法成熟,越来越多的被采纳到城市建设方案中,但是连续刚构桥由于施工过程中的误差累积,导致合龙时两侧梁端出现较大的偏差时,需要采取一定的措施确保桥梁顺利合龙。
二、合龙的重要性连续刚构桥中跨合龙施工为桥梁结构体系转变的关键环节,从静定的T构转变为多次超静定的连续刚构。
中跨合龙过程,需要考虑合适的温度,最佳合龙温度为桥梁所建地区全年最高温度和最低温度的均值,因为这样,结构受热受冷伸缩量是相当的,就可以保证结构在温度作用和混凝土收缩徐变作用下引起的结构次内力的最优化。
三、合龙误差的原因分析合龙段出现竖向误差是由于连续刚构的悬臂施工过程中两悬臂端处挠度差值较大。
通常,出现挠度误差的主要原因,如下:1、挂篮问题:主要是指弹性变形量的测试是否准确、挂篮是否充分的进行了预压即是否完全消除非弹性变形等都将影响预拱度的设置的准确性。
2、由于混凝土热胀冷缩的原因,温度变化会引起悬臂梁较大的竖向变形,尤其是由于日照温差的存在使的结构内外温度变化不一致,导致了实测挠度与计算挠度出现误差。
3、应力问题:主要表现在预应力筋的张拉程度是否到位。
主要指张拉使用的千斤顶是否配套,是否经过了试验中心的校正;设计的预应力材料的弹性模量与出厂材料的弹性模量是否一致;张拉时预应力管道是否做了摩阻试验。
大跨径桥梁施工控制不确定因素分析

大跨径桥梁施工控制不确定因素分析摘要:本文以大跨径连续梁桥施工为基本研究对象,对其施工流程和施工工艺进行了详细分析和阐述,并对连续梁桥施工过程中的风险预判及解决策略进行了针对性分析和解决。
通过综合分析大跨径连续梁桥施工过程中的若干问题,初步得到了关于大跨径连续梁桥的施工系统化流程和工艺特点,以期对后续的工程施工提供参考和借鉴。
关键词:大跨径连续梁;桥梁工程施工;要点探讨1大跨径连续梁桥的施工相关概念分析1.1大跨径连续梁桥的受力性能及特点分析在工程实践中,大跨径连续梁桥型主要以连续刚构桥为主要类型,属于一种典型的主梁同桥墩刚性连接的结构体系,连续刚构桥属于传统连续梁桥的改进版。
连续刚构桥的主梁属于连续结构,主梁与桥墩结构直接刚性连接,所以,连续刚构桥的受力特点兼具连续梁与T型刚构桥。
以深墩大跨径连续刚构桥为例,其受力特性主要呈现出以下几方面。
第一,优势分析:由于主梁同桥墩直接刚接,保证桥梁上部结构和下部结构能够共同受力,从而降低桥墩顶部负弯矩值;在具体施工过程中采用柔性墩台,保证桥梁在承载过程中能够承受较大的变形,保证了桥梁结构在服役过程中的稳定性;此外,连续刚构体系在抗震、抗扭方面的性能突出,这也是连续刚构桥被广泛推广的重要原因之一。
第二,劣势分析:连续刚构桥随着孔数的增加,其超静定次数不断累加,在温度变化、基础不均匀沉降的外荷载的作用下将导致内部应力过大,给结构正常承载带来一定的影响。
1.2大跨径连续梁桥的部分施工工艺及流程分析大跨径连续桥梁施工技术主要采用的是悬臂施工法,主要是指在已落成的桥墩上,沿着相邻两个跨径方向,对称、平衡地逐渐段施工的方法。
大跨径连续桥梁悬臂施工法又可分为悬臂拼装与悬臂浇筑两种形式,其中,悬臂拼装施工方法主要是在墩台两端建立悬吊结构,在保证两侧受力平衡的前提下逐步向跨中悬臂拼装混凝土预制构件,并分节段施加预应力。
1.3大跨径连续梁桥的相关施工技术特点分析(1)桥梁基础部分施工分析。
地铁高架段连续梁线形偏差控制措施分析

地铁高架段连续梁线形偏差控制措施分析2.山东新常青环境科技有限公司山东烟台264000摘要:挂篮悬臂现浇施工工法为连续梁桥施工常用方法,该施工方法有许多优点,但是桥梁要经历一个漫长复杂的施工过程,各种施工因素的综合影响会导致桥梁结构实际线形与理想状态下线形出现较大差异,因此需要在连续梁施工过程中实施严格的全过程监控并及时对出现的误差采取措施加以控制,这是连续梁成功的关键。
关键词:连续梁线形监控拱度合龙误差1 工程概况与重难点1.1 工程概况佛山地铁三号线工程大学城站至科技学院站高架区间,共设计三座连续梁,分别为:(40+60+40)m连续梁,共7个节段;(50+75+50)m连续梁,共9个节段;(30+50+30)m连续刚构,共6个节段,节段长度为3~3.5米。
三座连续梁分别上跨运营中的水库西路、新建的金虹路和松夏大道。
连续梁跨越运营线路时在挂篮底部采用兜底防护架,以保证运营线路上行驶的车辆安全。
连续梁均为单箱单室直腹板箱梁,梁顶宽10.55m~10.20m不等,梁高按照1.8次方抛物线变化。
三座连续梁均采用挂篮悬臂分段浇筑的施工方法,挂篮两侧极限不平衡荷载约为20吨,合龙误差不大于20mm,合龙顺序均为先边跨合龙后中跨合龙。
图1 连续梁合龙顺序示意图1.2 线形控制步骤连续梁节段线形控制步骤:根据挂篮预压、上一节段调整值、拱度预抬值等计算实际立模高程→挂篮模板测量定位→浇筑前高程测量复核及监测点初始数据采集→浇筑后(张拉前)监测数据采集→张拉后监测数据采集→分析线形偏差大小及偏差原因→提供下一节段模板调整量→循环施工至全面成桥。
1.3工程重难点在连续梁施工过程中,桥梁两侧均处于悬臂状态,桥梁线形随着施工阶段、环境温度等不同而变化,而线形又影响到桥梁合龙、受力和施工安全。
因设计参数误差(如材料特性、截面特性、徐变系数等)、施工误差(如制造误差、安装误差等)、测量误差及结构分析模型误差等种种原因,将导致施工过程中桥梁的实际状态与理想目标存在一定的偏差,这种偏离累积到一定程度如不及时加以识别和调整,成桥后的结构安全状态将难以保证。
大跨径桥梁施工控制不确定因素浅析

大跨径桥梁施工控制不确定因素浅析大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁是一种应用广泛的桥梁种类,对其施工的控制能够有效的保证工程的质量,本文论述了其施工控制的几个方面,期望为大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁的施工控制提供点参考。
标签:大跨径;预应力混凝土;连续刚构桥梁;施工控制1、大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁施工控制必要性由于在连续刚构桥的施工过程中存在着设计计算、材料质量与性能、施工精度、温度等因素的影响,常会导致真实值偏离理论值的问题,尤其是大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁的施工中。
一方面,混凝土具有非均质性、易受到温度、湿度或时间等因素的影响的特点,而每天的施工环境不尽相同,容易导致各结构实际值不符合设计值。
另一方面,大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁的施工常采用悬臂法施工,各阶段和各层别的内部力的分布与相对位移是随着混凝土浇注或块件拼装过程而发生变化,这样就导致了内力或和位移超过或低于设计允许偏离范围的情况。
所以,对桥梁施工的控制是十分必要的,通过对施工的控制,要求达到及时有效的修正调整到符合设计要求的目的,同时要能起到据实际参数补充完善设计和辅助指导施工过程的作用。
2、大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁施工控制中主要影响因素分析对影响大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁施工的主要因素的详细分析,有利于我们准确有效的控制,从而保證桥梁质量与安全。
2.1结构参数。
结构参数包括:结构构件的界面尺寸、结构材料的弹性模量、材料容量、施工载荷、预加应力等五类设计参数。
在同一座桥梁的施工过程中不同阶段和同一阶段可能出现某一个设计参数的偏差,也可能出现两个或同时出现二个或三个参数的偏差等,所以要求清楚的辨别存在哪一类的结构参数在施工过程中起主要作用,哪一类起次要作用,再针对性的采取措施。
可通过现场测量和结构计算分析来确定主要设计参数,测量的内容有结构几何形态参数和截面特性参数等。
对于结构设计计算可采用敏感性分析的方法实现,它主要是在确定了变化幅度的前提下,通过建立敏感性方程来分析出起主要影响作用的设计参数。
大跨径连续梁桥施工控制的内容与方法探析
大跨径连续梁桥施工控制的内容与方法探析大跨径连续梁桥施工控制的内容与方法探析摘要:本文主要探讨大跨径连续梁桥施工控制的内容与方法,对该领域的技术特点和难点进行了详细分析,并提出了相应的解决方案。
主要内容包括施工前期各项准备工作、施工中的关键技术,以及监控与控制等方面。
结合国内外相关文献和实例,对大跨径连续梁桥的施工控制进行了深入的研究和探讨,以期对该领域的发展提供一些理论指导和实践经验。
关键词:大跨径连续梁桥;施工控制;技术特点;解决方案;监控与控制一、引言近年来,随着城市化的加速和交通网络的扩展,大跨径连续梁桥作为一种重要的交通基础设施,得到了广泛应用和发展。
与此同时,随着桥梁结构的日益复杂和施工技术的不断创新,大跨径连续梁桥的施工也变得更加复杂和困难。
针对这种情况,必须采取一系列措施,加强施工控制,确保大跨径连续梁桥的施工质量和安全稳定。
本文首先对大跨径连续梁桥的技术特点进行了分析,其中包括梁段制造技术、支座安装技术、合拢技术、吊装技术等方面。
然后,对大跨径连续梁桥施工前期的各项准备工作进行了讨论,包括施工方案、工程勘测、材料准备、机具设备等。
接着,本文对大跨径连续梁桥施工过程中的关键技术进行了详细介绍,以及相应的控制方法和注意事项。
最后,对大跨径连续梁桥施工监控与控制等方面进行了探讨,对工程质量的保证和安全稳定起到了重要作用。
通过这些探讨和研究,可以为大跨径连续梁桥的施工控制提供一些有益的建议和参考。
二、大跨径连续梁桥的技术特点2.1 梁段制造技术梁段制造是大跨径连续梁桥施工中的一个重要环节,也是一项技术难度比较大的工作。
一般需要在工地附近或者专门的制梁工厂进行生产。
在制梁过程中,需要考虑的因素比较多,如原材料的选择和加工、钢筋的布置、混凝土的配制和浇注等。
同时,还需要考虑梁段的尺寸、重量、交通运输、卸载和安装等问题。
为此,制梁企业必须配备专业的技术人员和设备,严格按照设计和施工方案进行制造,并且需定期进行质量检测和验收。
大跨度连续梁桥的施工影响因素和控制要点
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 大跨度连续梁桥的施工影响因素和控制要点 作者:杨文富 来源:《房地产导刊》2014年第10期
【摘要】随着我国经济的不断发展,建筑施工行业在我国经济领域中占据越来越重要的地位,大跨度连续桥梁的施工是一个十分复杂的过程,目前我国对大跨度连续梁桥的施工技术的研究相对还比较少,因此,对大跨度连续梁施工技术的研究有很高的现实意义。本文浅述了影响大跨度连续梁施工的因素以及大跨度连续梁桥施工监控的技术要点。
【关键词】大跨度连续梁;桥梁施工;监控;技术要点 引言 近年来,随着我国交通事业的不断发展以及人们出行要求的逐渐改变,在交通规划施工过程中,开始向线路顺直、增大线路半径等方向发展,不可避免地需要跨越各种河流、沟谷等,便出现了大跨度的连续梁桥结构。这种桥梁不仅要能满足荷载的要求,同时还要有大跨度的特点,当前我国这种结构的桥梁正在逐渐增多,比如朝阳嘉陵江大桥、京杭大运河特大桥、东营黄河公路大桥等,都是大跨度连续桥梁结构。这类桥梁的形成本身就要经过一个很复杂的过程,尤其是大跨径的问题,为了保证施工质量,针对这类桥梁的施工,应该采取线形监控,对影响桥梁结构施工的相关因素进行分析,加强对施工质量的控制。
一、影响大跨度连续梁桥施工的因素 对大跨度连续梁桥施工过程进行控制的一个主要目的是为了使施工的实际状态能够最大限度地与设计过程相吻合,因此在施工控制过程中要对影响施工的因素进行分析。
(一)施工工艺的影响。施工质量的高低对建筑目标有很大的影响,在施工过程中,除了对施工工艺有一定的要求,同时还要考虑到施工条件的非理想化带来的误差,力求使施工状态保持在合理的状态内。
(二)施工监测的影响。施工监测包括对桥梁施工中的众多要素的监测,如应力监测、变形监测等。由于各种外部硬件条件都存在误差,如测量的仪器不精准、测量方法不准确、数据采集不规范等,因此在对施工过程进行监测时要尽量减少误差,在进行施工过程控制时要注意对各方面要素进行整体控制。
某大跨度连续刚构桥参数影响分析
参 数 影 响分析 方面 , 另外 , 对影 响参 数实 际测 量和 判 断精 度不 高 , 控设 备 和 相 关 软 件还 有 待 进 一 步 提 监
高 。因此 , 深入 研究 桥梁施 工控 制 理论 , 制 合理 而 研
有 效 的控 制 系统是迫 切需 要解 决 的问题 。
1 设 计 参 数 误 差 与 参 数 敏 感 性 分 析 方 法
对 于预 应力 连续 刚 构桥 , 计 参 数 主要 包 括 截 设
需对 这些 参数 进行 辨别 。 目前 对设 计参 数 的识 别主
要有 两种 方法 : 一是 结 合 规 范 和理 论 计 算 数据 进 行
公 路 与 汽 运
总 第 l l期 5
H ih y & Auo tv plc to s g wa s tmoieAp ia in
15 9
某大 跨 度连 续 刚构 桥 参数 影 响分 析
刘 雪锋 。 ,文 武。
( . 州 省 交通 建 设 工 程 质 量 监 督 局 , 州 贵 阳 5 0 0 ; . 州省 质 安 交通 工程 监 控 检 测 中心 有 限责 任 公 司 , 1贵 贵 50 0 2 贵 贵 州 贵 阳 5 0 0 ; . 沙理 工 大 学 土木 与 建 筑 工程 学 院 ,湖 南 长 沙 50 0 3 长 40 0 ) 1 0 4
这 些 国家 相 比 , 中国在 桥 梁 施 工控 制 领 域 还 有 一 定 差距 , 主要表 现在施 工 控 制 理 论研 究 和 施 工 控 制 中
值 。桥 型不 同或设 计 参 数 不 同 , 都会 使 最 终计 算 结 果 出现较 大差 异 , 便是 设计 差 的 设计 参 数很 多 , 些参 数 有 无法 直接 通过 测量 得 到 , 它们 对 结构 的受 力 和线 形
大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制研究
民营科技2018年第4期工程科技大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制研究王洪涛(黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司,黑龙江哈尔滨150000)1影响质量控制的因素大跨度预应力混凝土是针对现有城市经济建设环境中针对功能需求所采取的新型建筑结构形式,在实际施工环境中比较传统的混凝土框架形式更加复杂,同时也更加难以把控施工质量。
故而,要有效落实预应力混凝土功能条件,需要依据实际施工控制影响因素确定相应对策,才能够确保整体结构体系满足实际功能需求,并为后续施工单位发展打下良好的经济平台。
1.1结构参数偏差影响。
结构参数是有效评定建筑结构体系稳定性和刚性条件的审查标准,在实际贯彻环境中,依据建筑形式和体量的变化进行选取,并依据相应数据提供结构模型,为后续工程的有效开展打下良好数据化的条件。
但实际结构参数确定过程中,难以有效将连续梁桥结构参数与设计参数完全吻合,故而大多工程开展中都会存在一定偏差,这也就导致了实际施工控制过程中,在结构搭建方面仍旧存在相应方面的影响,并依据偏差值大小为整体结构的荷载传导和稳定性埋下了不同程度的影响和隐患。
1.2施工工艺落实影响。
完善且先进的施工工艺是确保结构体系质量满足刚性与材料应力的基础标准,若施工工艺落实出现偏差,则会导致相应材料质量条件和构件体系出现破坏,从而促使后续整体连接梁桥体系出现问题。
1.3施工监测贯彻影响。
施工监测是确定施工质量的有效审查和控制的管理单位,在实际职能贯彻环境中,能够通过有效且体系化的监测手段控制混凝土浇筑步骤、部件安装、结构参数等多方面条件。
若其中工作出现误差,则会导致整体结构环境受到影响。
1.4结构模型搭建影响。
信息化技术的发展转变了传统施工结构计算方式与工作体系,不但加快且精准了数据核算速率,更确保了大跨度建筑的构建先进性。
其中,结构模型的搭建是结构设计人员主要参照的基础条件,在实际设计过程中,需要依据模型数据确定相应参数是否满足实际施工要求,这样才能够确保后续施工有效开展。
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结构分析模型误差对大跨径连续梁桥工程控制的影响
徐利平 (同济规划建筑设计研究总院桥梁设计分院)
【摘要】本文以唐津高速公路永定新河大桥工程控制为背景,分析大跨径连续梁桥悬臂施工
期间墩顶临时固结模型的准确选用和边跨合龙工程的仿真模拟,对成桥状态线型控制的影响
程度,用以说明结构分析模型误差在大跨径连续梁桥工程控制中的重要性。
关键词 大跨径 连续梁桥 分析模型 误差 影响
一、前言
按零位移倒退分析得到的理想状态是我们期望在每个节段施工期间实现的目标,而实际施工
期间的某一状态总是偏离相应阶段的理想状态,这就是误差所致【1】,根据误差产生的原因
和修正的办法的不同,将其分为设计参数误差、施工误差、测量误差和结构分析模型误差等
四大类型,其中设计参数的误差分析和修正有较多的研究成果,有许多成熟的实践积累【2,
3】。而对于大跨径连续梁桥,准确选用结构分析模型(本文所指结构分析模型包括结构模型
和工况模拟两部分),尤其是悬臂施工期间的墩顶!临时固结模型和边跨合龙的仿真摸拟,将
直接关系到结构体系转换后的线型状态,对结构最终的合龙和成桥状态线型起着关键的作用。
因此,根据实际施工情况,选用准确、合适的墩顶临时固结模型和边跨合龙工况模拟也是非
常重要的。
本文以唐津高速公路(唐山至天津段)永定新河大桥工程控制为背景,分析大跨径连续梁桥
悬臂施工期间墩顶临时固结模型的准确选用和边跨合龙工况的仿真模拟,对成桥状态线型控
制的影响程度,用以说明结构分析模型在大跨径连续梁桥工程控制中的重要性。
天津永定新河大桥为唐津高速公路跨越永定新河的一座大型桥梁,大桥主桥为三跨预应力混
凝土变高度连续梁,跨径组合为: 82.75+ 110.0+ 82.75= 275.5(m)。主墩支点梁高6m,
是主跨的1/18.3,跨中梁高2.5米,是主跨的1/44。横断面为两个分离的单箱单室箱型梁,
箱型梁顶板定12.0m,箱宽6m,两侧挑臂各3m。大桥采用悬臂浇筑法施工,主墩墩顶零号段
长度为 22.0m,节段长度有 3.0m、3.5米和 4.0m三种,主墩每侧各 12块悬浇节段,最大
节段重量约 1180kN,最小节段重量约 680kN。边跨支架现浇段长度为 26.6m,中跨和边跨合
龙段长度均为2.0m。
大桥于1999年8月开始箱梁零号段施工,2000年6月全桥结构合龙。
二、结构模型误差
连续梁桥的结构模型问题关键是悬臂施工期间墩顶临时固结的模拟问题。由于墩顶临时固结
的方式很多,而不同的墩顶固结方式会产生不同的成桥线型。在结构分析时,每一种固结方
式都需要简化成一种力学和位移条件与实际相适应的结构模型,如何选择适当的简化模型,
避免工程控制中由于结构模型选择不当引起的计算状态和实际状态之间的误差,这是工程控
制首先要解决的问题。
图1所示为三种常用的墩顶临时固结方式。图2所示为四种计算采用的临时固结模型,模型
1将撤顶两侧的固结混凝土垫块用两个链杆支座代替;模型2将实际墩身结构模拟在计算模
型中,并把墩顶固结垫块按实际刚度和面积作为一个杆单元处理;模型3在模型2的基础上,
将实际采用的墩身两侧辅助混凝土立柱作为杆单元与墩身共同构成固结模型;模型4也是在
模型2的基础上,将墩身两侧抵抗不平衡力矩用的钢绞线模拟为可调值索单元,计算中可通
过索单元轴向力调值模拟实际施工中对钢绞线的分批张拉。
对以上四种模型分别进行计算,其前进分析成桥时主要节点的位移状态和主要单元的力状态
结果见表1所示,施工期(以12号节段浇筑混凝土和张拉预应力为例)的位移状态、挠度和
理论抛高值见表二所示。结果表明,不同的临时固结模型,其成桥状态线型是不同的,有的
甚至存在较大的差别。既使是图1中(a)的固结方式与模型1的支承条件非常相似,其成桥
线型也存在较大的差别。模型1和模型2的边跨成桥线型相差28.8%,中跨相差22.89%,
相应在表2可见,其岸测和河侧12号节段理论抛高值也分别相差41%和18.5%。显然,图
1中(a)的固结方式采用图2中模型2来模拟是合适的,若采用模型1来模拟,就会产生较
大的误差。类似地,比较模型2和模型4可以知道,虽然两者浇筑节段混凝土和张拉预应力
产生的挠度非常接近,但其成桥线型相差较大,边跨和中跨分别相差40%和 10.4%,河侧
12号节段理论抛高值相差30%。可见,若忽视固结钢绞线的作用,将图1中( C)的固结方
式简单采用模型2来模拟,同样会产生较大的误差。另外,四种临时固结模型的成桥内力状
态又都是非常接近的。
连续梁悬臂施工期的墩顶;临时固结模型误差的特点是:在每一节段的施工中,各阶段的实
测值挠度和计算值很接近,误差不大,因而其原因不易发觉,通常会计入设计参数误差中而
被修正;模型误差引起的线型偏离是伴随结构体系转换而发生的,因而会形成无法修正的局
面,造成合龙困难。
三、工况模拟误差
结构分析中的工况模拟应尽可能接近实际施工步骤,方可减少由于工况模拟误差带来的施工
期和成桥状态的线型与内力误差。连续梁桥边跨合龙时,实际操作是分阶段、分步骤实现的。
具体工况划分和施工周期见表3所示,并称为边跨合龙工况模拟1。
若将边跨合龙的以上三个步骤简化为采用一个工况模拟,称为边跨合龙工况模拟2。对两种
边跨合龙的工况模拟分别进行计算,其成桥时主要节点的位移状态和主要单元的力状态见表
4所示。由表可见, 二者的位移状态相差非常大,边跨跨中和中跨跨中均相差36%。
显然,若采用工况模拟2表示边跨合龙的施工状况,将导致计算值与实桥线型发生较大的误
差,根据零位移倒退分析进行工程控制,会使实桥边跨跨中比理想线型低14毫米,中跨跨中
高出16毫米。但是,同固结模型的影响一样,两种边跨合龙工况模拟对结构内力影响很小。
工况模拟误差导致成桥线型偏高理想状态的主要原因在于各计算工况中产生混凝土收缩、徐
变等变形时的结构应力状态及时间与同期实桥的应力状态、施工周期存在着差异。其误差产
生的特点类似于固结模型误差,只有在边跨合龙完成后,误差全部发生时才被发觉,且已无
法调整。
四、实桥线型控制成果
永定新河大桥两个主墩分别属于两个施工单位,南北两个主墩采用了不同的施工挂篮和墩顶
临时固结方式,南侧主墩(SP27号墩)采用图1(C)所示的固结方式,计算采用固结模型4,
北侧主墩(NP28号墩)采用图1(b)所示的固结方式,计算采用固结模型3。两个主墩采用
不同的临时固结方式,使得悬臂施工期间两侧箱梁顶面标高不具有可比性,给标高控制和挠
度判断带来了困难。
图4、图5给出了大桥下游箱梁边跨合龙并实现体系转换和中跨合龙完成这样两个状态线型
的计算值和实测值(图中标高放大100倍)。由于两个主域运用了不同的固结方式,计算也相
应采用了不同的固结模型,因而,在边跨合龙并解除固结实现体系转换以后,南侧半桥中跨
悬臂端产生的总竖向位移量的计算值和实测值分别为一34毫米和一23毫米,北侧分别为一
48毫米和一41毫米,南北两侧的计算值和实测值均比较接近,说明了工程控制中采用的两
个主墩的固结模型和边跨合龙施工的工况模拟达到了模型仿真和施工仿真的目的,从而最大
限度地减小了这一过程中产生的线型误差。
五、结语
对于大跨径连续桥梁工程控制而言,建立简单、明确的墩顶临时固结模型和仿真的工况模拟
有助于减小伴随着结构体系转换而出现的线型偏离,以避免对结构内力不利的强迫合龙,也
有助于判断修正设计参数等误差时排除结构模型误差的干扰。
为了减少结构分析模型误差对大跨径连续梁桥工程控制的影响。一方面必须从结构实际支承
条件和实测数值出发,通过对各种具有类似支承状况的墩顶临时固结模型进行比较分析,以
获得最能反映实际固结方式的位移和力学条件的墩顶固结模型。另一方面应对设计安排的施
工顺序和施工单位制定的施工组织设计进行反复协调,确定实际执行的施工步骤,将其细化
成为计算工况,并根据实际施工状况进行不断调整,最终才能得到反映实际施工的工况模拟。