斜拉桥施工监控研究

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1、斜拉桥施工监控研究李汇I（（屮国十五冶金建设集团有限公司黄石435000）摘要:斜拉桥属于高次超静定的柔性结构，恒载内力状态具冇多样性，结构状态呈非线性，施工过程与成桥状态具冇相关性，特别是在施工阶段结构体系的不断转换，必然给桥梁结构带來较复杂的内力和位移变化，这些特点使得斜拉桥的施工模拟、监测、控制尤为重要。关键词：斜拉桥、丿施工模拟、丿施工监测、施工控制1.斜拉桥施工过程模拟分析1.1斜拉桥施工过程模拟分析方法斜拉桥施工过程模拟分析忖前常用的方法冇：正装法（前进分析法）、倒拆法、正装迭代法和无应力状态法。1.2施工过程的索力优化在斜拉桥的设计中，通过结构静力计算可以确定斜拉桥内力和主梁线

2、型的理想状态；但影响实现这种状态的因索却极为广泛而复杂，冇一些还不能精确地进行定量计算与控制，实际结构偏离理想状态的现象总是客观存在，因此，通过调整索力来改善成桥状态是十分必要的。在桥跨结构施工完成后，调整斜拉索索力可以使主梁控制点的标高接近设计值，以改善主梁线型，使结构实际内力与设计值谋差最小，桥梁的受力状态接近理想的设计预期。运用结构优化设计理论可以实现上述目标。解题的思路是建立结构设计内力和调索后的实际内力最小差值的余能表达式，以余能最小作为冃标函数来求解满足达到指定标高的索力调整增量。1.3施工过程中挂篮的模拟施工过程中挂篮的计算方法和挂篮的形式密切相关，H前施工过程中用到的挂篮按受

3、力原理可分为垂直吊杆式、斜拉式、刚性模板三大种类。在列采用斜拉式挂篮施工的桥梁中，进行施工计算确定计算图式吋，建模吋必须把挂篮也考虑进来。而其它形式的挂篮可采用等效的力加在主梁上。在计算时应考虑挂篮空载、浇注混凝土、张拉预应力钢筋、张拉斜拉索和挂篮行走等儿种状态。对不同的施工状态应分不同的阶段并采用合适的方法來模拟。1.4拉索换算弹性模量施工阶段斜拉索受到的拉力比成桥阶段小，由缆索垂度影响而引起的非线性较为明显。为考虑这一效应，计算中可根据各施工阶段的索力，将斜拉索单元的弹性模量用Ernst公式不断修正，得出更新的斜拉索单元刚度矩阵。拉索设计弹性模量（换算弹性模虽：）是指拉索在工程结构中表现

4、出的弹性模量。李汇，男，（1967・），高级工程师，主要从事建筑施工技术与管理工作。1.5主梁预应力钢筋效应的模拟预应力混凝土分析根据作用分为两类：即分离式和整体式。（1）线性或非线性的考虑对于预应力混凝土结构，只要是开裂前阶段的应力分析，完全可以将混凝土视为弹性材料，肖然钢筋也是弹性材料，这主要在使用荷载阶段（II类预应力混凝土结构除外）的应力分析。假如耍进行开裂和极限分析，则必须考虑二者的非线性特性。（2）分离式方法分离式方法（等效荷载法）的主要优点是建模简单，不必考虑力筋的位置而对直接建模，当然网格划分也简单；对结构的在预应力作用下的整体效应可比较快捷的掌握。（3）整体式方法将混凝土和

5、力筋划分为不同的单元一起考虑，而模拟预应力可以采用降温方法和初应变方法。降温方法比较简单，同时叮以模拟力筋的损失，单元和实帘数儿种即可；而采丿IJ初应变乂耍模拟力筋各处不同的应力时，每个单元的实常数各不相等，工作量较大。所以比较而言，采用整体式时考虑降温方法为宜。2•斜拉桥施工监测研究2.1监测目的施工监测是施工控制的基础和重要组成部分，通过监测所获得的斜拉桥在各阶段结构内力、变形以及其他特征量的数据资料，是对斜拉桥实施控制、调整的主要依据，同时也是监测施工、改进设计、确保结构施工安全的重要手段。2.2监测系统的建立（1）制定施工监测计划。（2）建立施工监测系统。（3）施工全过程跟踪监测。（

6、4）数据处理。（5）对结构状态作出判断。2.3监测内容及方法（1）主塔变位测屋其包括顺桥向和横桥向二个方向变位值的测量。测量方法：主要采用天顶基准法、投影法（或称测小角法）、测距法等三种方法。所使用的仪器设备为经纬仪和全站仪等。测站点的布置一般选在梁顶面j二相应较为适当的位置，观测点的布置可随测试阶段作相应的，一般设置在塔柱侧壁或顶端部位。（2）梁体线形测最主梁线形测虽:包括高程测虽:和中线测量。高程线形测量采用几何水准测量法，测出已施工各节段的节段控制水准点均绝对标高,再根据各节段竣工时测得的与其梁底的高差，推算出和应节段的梁底标高。为消除H照温差引起的梁体的不规则变化，线形测量应选择在温

7、度变化小、气候稳定的吋间段进行，测量工作持续的时间越短越好。中线测量是观测已施工节段的屮线点相对于桥轴线的偏距。屮线测量的一般方法是将经纬仪安置在0号块主梁中心点上，以另一•墩主梁中心线后视点定向。对于后视方向同侧的主梁中线测量，可采用视准线法直接利用小钢尺测量每一块主梁中心点的偏离值；对于与后视方向异侧的主梁屮线测量，则采用正、倒镜观测法，依次测量每一块主梁屮心点的偏离值。中线测量观测时间与方程线形测量同步