某公路大桥施工监控研究与实践

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1、某公路大桥施工监控研究与实践第一章绪论1.1矮塔斜拉桥的特点及其发展现状本文以惠青黄河公路大桥为实例进行桥梁施工控制研究分析，惠青黄河公路大桥为一单索面矮塔斜拉桥，矮塔斜拉桥是近20年来出现的一种新的桥型，其介于斜拉桥与梁式桥之间，因此其兼具两者一些特点的同时又存在一定的区别。相较于斜拉桥，矮塔斜拉桥主梁刚度相对较大，拉索数量较少，且没有斜拉桥的主要特征构件尾索；与普通桥梁相比，矮塔斜拉桥主梁重量小，刚度低，跨径大。从承载方式上来看，斜拉桥以主梁受压，斜拉索受拉的方式承受梁体自重以及桥梁所受竖向荷载，而梁式桥则是通过主梁受弯和受剪承载的，介于两者之间，矮塔斜拉桥

2、通过梁的受弯、受压和斜拉索的受拉承受荷载，由于矮塔斜拉桥的斜拉索只承受部分荷载，而非全部，所以矮塔斜拉桥又称部分斜拉桥，从受力特征上来看，矮塔斜拉桥的拉索更接近与预应力混凝土梁桥的体外索[1]。桥塔高度较低是矮塔斜拉桥的一个最主要的结构特征，之所以矮塔斜拉桥桥塔较矮是因为矮塔斜拉桥主梁弯矩较大，梁内需配置有较多的预应力，在充分发挥斜拉索的作用的同时还考虑斜拉索要为主梁提供较大压力，故斜拉索倾角往往设置较小，因此塔高也随之较矮。在日本，矮塔斜拉桥桥塔塔高一般为主跨的1/8~1/12，大概相当于普通斜拉桥桥塔高度的一半左右。在我国，目前已建成的矮塔斜拉桥的桥塔相对其

3、他国家的要高一些。矮塔斜拉桥结构形式可分为[1]：塔梁固结，梁底设支座；塔墩固结、塔梁分离；塔梁墩固结三种形式。形式一桥梁结构桥塔塔根弯曲力矩较小，塔身两侧的拉索索力差异也较小，结构的整体刚度不大，因此它不适合应用于大跨度，支座吨位小的桥梁结构；形式二相较于第一种结构的整体刚度较大，桥墩弯矩较大，适用于跨度稍大，桥墩较矮的桥梁结构；形式三的架构类似于连续刚构桥，适用于大跨度，桥墩较高的结构形式。..1.2施工控制的重要性和目的随着我国现代化建设的不断深入，经济的发展促使对交通运输的需求的日益增长，因此就需要有更多的公路、铁路投入建设，大批的桥梁也随之需进行建设。

4、目前常用桥梁施工方法主要有支架法、转体法、顶推法、悬臂浇筑法和悬臂拼装法等，又因悬臂浇筑施工具有桥梁施工过程中无需中断下方通车、通航，且节省价格昂贵的施工临时支架的使用等优点，故在众多的桥梁施工方法中又以悬臂浇筑施工较为多见。所谓悬臂浇筑施工，即是分段对桥梁主梁进行施工，后施工的梁段是支撑在之前已施工完成的梁段上的。悬臂施工过程中会产生复杂的内力和位移，为确保桥梁建设质量，以及施工过程中的安全，桥梁施工控制是必不可少的[3-5]。施工控制是桥梁施工中一项关键且较为复杂困难的工作，桥梁施工控制不当，很可能会造成桥梁结构合拢困难，严重的甚至造成桥梁结构施工中坍塌破坏

5、，例如著名的施工过程中两次发生事故的魁北克大桥，虽然其事故原因是由于设计缺陷造成的，但是如果施工过程中实时掌握桥梁内力、变形状态，当发现问题时及时停止施工，是完全可以避免事故发生的；又如我国1986年四川达县洲河桥施工中桥体坍塌；2005年贵州小尖山大桥施工中坍塌等不能说与施工控制不当毫无关系。..第二章桥梁施工监控的内容和方法2.1桥梁施工监控内容桥梁施工监控的主要任务是使桥梁结构的内力和变形在整个桥梁施工过程始末始终保持在允许的安全范围内，确保施工完成后的成桥状态符合设计以及相关规范的强制性要求。围绕施工监控的主要任务，不同桥梁虽监控的工作内容不尽相同，但总

6、的来说主要包括：几何监控、应力监控、稳定监控、安全监控几个方面[11]。施工任何桥梁结构时，无论采用何种施工方法，在桥梁结构自重和施工荷载等多种因素作用下都必然会使主梁发生变形，使主梁的几何形状偏离目标，造成桥梁结构合拢困难，影响桥梁施工质量。因此，桥梁结构施工过程中必须实时监控结构的挠度，以确保误差在允许范围内，以确保桥梁几何状态符合设计要求。桥梁结构的几何变形误差允许范围与桥梁结构的大小，跨度，施工难度等诸多因素有关，还没有统一的规定，为确保桥梁施工质量，每道工序主梁变形误差允许的范围都应根据具体情况事先研究确定。..2.2桥梁施工监控方法桥梁施工控制的主要

7、任务是对桥梁施工过程中的结构线形、内力以及安全进行有效控制，桥梁结构、施工方法的不同,桥梁施工控制的方法也随之不同，目前桥梁施工控制方法主要有开环控制法、闭环控制法、自适应控制法以及最大宽容度法等[3]。所谓开环控制法，就是对结构简单且跨度不大的桥梁结构通过设计阶段按桥梁结构设计荷载分析计算出桥梁结构各阶段的理想状态，并以此求出结构各施工阶段预拱度，实际施工时根据已求出的各阶段施工预拱度施工以使桥梁结构贴近理想状态。整个施工控制过程中，并未依据结构施工中参数的实际值与设计值的不同而进行参数的识别修正，是一个单一方向的控制过程，故称之为开环控制法。相较于闭环控制法

8、在误差产生后，被动的对已