基于主梁支架法施工的钢管混凝土索塔斜拉桥施工监控技术研究

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1、淮北市长山路钢管混凝土斜拉桥施工技术研究基于主梁支架法施工的钢管混凝土索塔斜拉桥施工监控技术研究1淮北市长山路斜拉桥施工监控的特点淮北市长山路桥是淮北城区向南拓建的交通干道上的重要城市立交工程。长山路桥南北向跨越淮北火车站七股道铁路站场，与铁路站线斜交55度，南连恒潭路，北接古城路。本桥的建成将大大改善淮北市的交通路网布局，并成为淮北市的标志性景观建筑物。淮北长山路桥主桥结构型式为独塔不对称双索面预应力砼斜拉桥，跨径布置88+80m,80m跨内设一个辅助墩。受桥下预留电气化铁路净空以及引道场地限制，两端引桥设有4.5%-3.8%的纵坡，主桥设竖曲线。桥面全宽为20m，

2、其中行车道净宽15.10m，两侧设人行道，在塔柱范围内桥面局部加宽。主梁为C50预应力砼结构，截面形式为实心双主肋，边主梁高1.70m，宽1.60m。斜拉索采用PES成品索，规格有91Φ7、127Φ7、139Φ7，各斜拉索按扇形布置，单侧13对索，主梁上索距为6m。桥塔为C50钢管砼门式塔，哑铃形截面型式，塔高50m，并在塔柱中、上部设钢管桁架式横系梁，下部墩柱间横向设剪刀撑。塔墩基础为26Φ1.5m桩基。淮北市长山路是一座以主梁支架法施工、钢管砼索塔为特色的斜拉桥，其结构构造、施工方法在国内尚不多见。科研组在国内没有相关参考工程和技术资料的情况下，通过对桥梁的内力变

3、形控制和调整方法、主梁脱架控制、斜拉索索力控制等关键技术进行深入研究，并在工程中实施，取得了很好的施工监控效果，使该桥的成桥内力和线形均达到了设计要求。淮北市长山路斜拉桥施工监控的特点主要表现在以下几个方面：(1).本桥索塔采用哑铃形钢管砼结构形式，为国内新型索塔形式，其结构行为、施工工艺和施工监控等有一定的独特性和复杂性。(2).本桥主梁采用支架法分段现浇施工，结构受力尤其主梁受力较不明确，其主梁现浇、脱架、斜拉索张拉等工序较复杂，施工监控难度较大。(3).受桥下铁路净空限制，本桥桥道纵坡较陡，主梁高度低，较为纤细，其对支架变形、基础沉降、斜拉索力及主梁预应力等的反

4、应敏感。施工实时控制工作十分重要。96淮北市长山路钢管混凝土斜拉桥施工技术研究(4).钢管砼索塔为复合材料，受日照、气温影响较大，这给索塔控制测量带来较大难度。索塔上、主梁上各索导管安装为先后一次性定位，其初始位置必须在考虑支架变形、气温变化等因素后准确预测，否则易导致安装偏位。(5).受索塔工作空间限制，本桥斜拉索采用主跨或边跨单侧不对称张拉方式，一般先边跨后主跨，索塔受力较不利。为确保索塔受力安全度，施工控制必须合理调配斜拉索张拉力和张拉工序，同时加强对索塔应力变形的监控。2支架法施工斜拉桥施工监控的方法原则及技术体系2.1施工监控的目的斜拉桥属高次超静定柔性结构

5、，其结构内力分配比较复杂，对施工过程和使用过程中各种影响因素的的变化非常敏感。尤其主梁纤细且受斜拉索弹性支承，结构各部的内力变形状态对索力的变化相当敏感。在斜拉桥的施工过程中，影响其内力变形的因素很多，不可能使所有各项因素都与设计预设值完全吻合，不可避免地存在各种施工误差因素。因此必须对斜拉桥的施工过程实施有效的施工监控，才能确保成桥后的结构内力变形状态符合设计期望值。淮北市长山路斜拉桥施工监控的目的，就是通过在施工过程中对结构内力变形状态施行实时监测，并根据监测结果对设计参数及施工过程进行适时修正，对施工期间的斜拉索索力及结构内力、主梁内力和线形等进行有力的控制和调

6、整，采用应力预警体系对施工状态进行安全度评价和灾害预警。从而达成：(1)．施工过程中和竣工后的斜拉索索力和结构内力状况满足结构安全要求；(2)．成桥后的主梁线形逼近设计的理想状态。2.2施工监控的方法及原则基于控制理论的角度，斜拉桥施工控制的方法主要有：开环控制法、反馈控制法和自适应控制法。开环控制法只适于结构构造和施工工序不太复杂的桥梁，其调控手段相对简单化。目前斜拉桥施工控制广泛采用反馈控制和自适应控制法，以适应现代斜拉桥结构高次超静定、施工工序多和影响因素复杂的特点。通过反馈控制，斜拉桥施工过程中的各种设计参数误差和环境因素干扰等得到及时辨识修正，并实时指导后续

7、的施工作业，从而确保施工控制目标的实现。关于误差分析和预测的具体方法，国内外学者和技术人员业已提出了诸如Kalman滤波法、最小二乘法、灰色系统控制、无应力状态法、人工神经网络等各种理论，需要结合实际工程的特点有选择地作为调控手段使用。淮北长山路斜拉桥的施工控制方法主要基于反馈控制法。96淮北市长山路钢管混凝土斜拉桥施工技术研究通过对淮北市长山路斜拉桥主梁支架法施工特点的分析研究，确定施工监控的原则是，(1)在主梁脱架前，以主梁内力及线形控制为主，斜拉索索力控制为辅；(2)在主梁脱架后，对斜拉索索力和主梁线形实施双控，同时确保结构各部应力和塔柱位移控