大跨度桥梁工程论文范文1
关键字：多跨连续刚构桥；变形控制；应力监测；合拢方案
中图分类号：TL372+.2 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）08-（页码）-页数
多跨连续刚构桥在施工与后期运营过程中，由于结构自量、施工荷载以及混凝土材料的收缩、 徐变等各种因素的影响，桥梁结构各个施工阶段的变形不断发生变化。为了使成桥后桥梁的线形符合设计的目标线形，保证施工质量和桥梁精确合拢，必须对其施工过程中的变形进行控制。同时，为了弥补设计计算中参数选择不合理或某些因素无法考虑的不足，为桥梁施工的各个阶段提供准确可靠的应力数据，使桥梁的施工和运行更加安全，必须进行施工阶段的应力监测。对于多跨连续刚构桥，由于跨径大、连续孔数多及高次超静定等因素，合拢方案的选择对合拢过程中结构的应力和监控提供的预抛高会产生明显影响[2]。基于以上原因，本文结合嘉绍大桥南岸引桥工程，开展7×70m单桩独柱墩连续刚构桥施工控制的研究。
1.工程概况
嘉绍大桥是嘉兴至绍兴高速公路跨越天然屏障——钱塘江河口段的一座特大型桥梁。其南岸水中区引桥为 7×70+（70+120+70） +4×70m 单桩独柱墩连续刚构桥，左右幅分幅设置。第一联7×70m为等截面预应力混凝土连续刚构，单箱双室截面，箱梁梁高 4.0m，顶板宽 19.8m，底板宽 10.9m。下部结构采用单桩独柱的结构形式，桩基础采用3.8m的大直径钻孔灌注桩，单桩最长为111m，桥墩为圆端型花瓶墩，墩高约40m。截止目前，7×70m连续刚构已完成各T构施工。
2.有限元分析模型
悬臂施工单个T构每侧分为7个节段，节段长度4m。按照有限单元法对结构进行离散，共离散为207个单元，214个节段，模拟为短主的桩基、桥墩和主梁均为梁单元。计算弹性长桩的受弯嵌固点在墩底下12m。采用MIDAS/CIVIL建立有限元分析模型。全桥共分为43个施工阶段。
图1 全桥有限元模型
3.施工监控
7×70m等截面预应力混凝土连续刚构桥，主跨跨度大，预应力体系复杂，具有较大的技术难度。
该桥施工监控的具体目标为：
（1）通过对悬臂节段的变形观测，使每个节段的高程满足设计要求，且使合龙段两端的高差控制在允许范围以内。
（2）通过对悬臂过程主梁主要截面的应力观测，确保主要截面的应力满足设计要求。
3.1变形控制
变形控制主要是指主梁的整体标高和局部平顺性要求，成桥后（通常是长期变形稳定后）主梁的标高要满足上述两方面的设计标高要求。在连续刚构桥梁施工过程中，立模标高是主要控制手段。
施工中立模标高按下列公式计算：
其中：
Hi立模-立模标高；
Hi设计-设计标高；
f1i-挂篮变形；
f2i-由以后各施工阶段（包括箱梁自重、张拉、挂篮行走）产生的变形；
f3i-桥梁在运营阶段产生的变形；
f4i-由混凝土收缩徐变产生的变形；
f5i-调整值（由于各种因素造成实测值与理论值的不符）。
箱梁每一控制截面设置底板控制点用于控制立模标高和测量混凝土浇筑完成底板标高，顶板测点用于测量预应力张拉前后顶板标高。
按各节段施工次序，每一节段按两种工况（即：混凝土浇筑后、预应力索张拉后）来进行箱梁挠度的测量。以N1号墩右幅为例，7#块施工过程中各节段变形结果如表1所示。
（1）同一个T构的南侧和北侧，悬臂节段各工况下的挠度基本对称。且与理论值吻合较好。
（2）6个T构在各工况下的挠度规律相同。
（3）同一截面上的各测点，在各工况下的挠度基本相同，说明在各工况下箱梁没有出现横向扭转。
3.2应力监测
对于本桥，应力控制的关键截面为悬臂根部截面。对这些关键截面进行应力监测，不仅可以控制结构倾覆弯矩，保证施工安全，还可以通过观测施工荷载作用下的应力变化，判断悬臂体系是否平衡。
在应变数据处理中，根据混凝土的收缩、徐变理论，并结合施工现场的实际情况，选择出适合于本次应力监测的理论分析方法，分别计算出混凝土的收缩、徐变对结构应变变化的影响，并根据实际温度场进行温度影响分析，然后从实测应变中扣除温度影响和混凝土收缩、徐变的影响，最后获得结构中因外荷载变化而产生的实际应变值。关于温度、收缩、徐变影响的剔除方法，文献[5，6]进行了研究。
通过对现场测试应变数据进行分析，结合试验室实测弹性模量，计算测试应力值，与理论计算值进行对比。图4、图5为N1#墩右幅，各节段张拉完实测顶、底板应力平均值与理论值对比结果。
通过悬臂施工实测应力与理论应力对比可知，测试截面顶、底板实测应力值与理论值基本吻合，表明在施工过程中主梁的应力处于安全范围。
4.合拢方案
7×70m连续刚构为多次超静定结构，由于上部结构混凝土的收缩、徐变，尤其是温度变化作用下，梁体会纵向伸长或缩短，这样不仅使主墩产生偏位，而且在梁、墩中产生较大的应力。
根据该连续刚构桥的特点，本文对四种合拢方案进行对比分析。
方案一：合拢顺序为，边跨次边跨次中跨中跨。
方案二：合拢顺序与方案一相同，次边跨，次中跨，中跨合拢前分别施加100kN顶推力。
方案三：合拢顺序为：边跨中跨次中跨次边跨。
方案四：合拢顺序与方案三相同，在中跨，次中跨，次边跨合拢前分别施加100kN顶推力。
各合拢方案下结构应力及各墩顶10a收缩徐变后水平位移如表2、表3所示。
由上述表格可看出，四种方案下各墩顶10a收缩徐变后水平位移接近。边跨次边跨次中跨中跨的合拢顺序更有利于桥墩受力。
由于桩基计算嵌固点处有钢护筒作为受力安全储备，且主梁简支墩处设置D320型伸缩缝，能够满足墩顶水平位移要求，同时考虑到顶推线性不易控制，7×70m连续刚构更适合采用方案一的方式进行合拢。
5.结语
本文针对单桩独柱墩多跨连续刚构桥的特点，结合嘉绍大桥南岸引桥7×70m连续刚构，进行了施工阶段变形控制、应力监测、合龙方案等分析。从变形控制和应力监测结果来看，本桥各项指标处于合理范围。本文的合拢方案分析对施工具有一定的指导作用，鉴于本桥结构体系的特殊性，后续将根据现场施工状况展开合拢方案研究，以确保该工程的安全和质量。
参考文献
【1】赵丽丽，陈思甜，王静.大跨度连续刚构桥施工中的变形控制研究[J].现代交通技术，2006（ 2）
【2】朱世峰，徐勇，宰国军等.重庆朝阳寺多跨连续刚构桥合拢顺序探讨[J].施工技术，2009（38）
【3】夏培华，杜松.单桩独柱墩多跨连续刚构桥合龙方案与水平顶推力研究[J].中国港湾建设，2011（1）
【4】杨洪军，黄辉，刘成龙.海沧大桥140m连续刚构桥施工挠度变形监测的理论与方法[J].黑龙江工程学院学报，2002（16）
【5】陈树礼，苏木标，张文学.混凝土连续梁桥施工阶段应力监测研究[J].石家庄铁道学院学报，2004（17）
【6】刘扬，涂荣辉.宜宾长江大桥主梁施工应力测试与分析[J].桥梁建设，2008（2）
大跨度桥梁工程论文范文2
【关键词】大跨度连续刚构桥；施工控制
1 大跨度连续刚构桥的施工控制目的及内容
1.1 施工控制目的
施工控制是桥梁建设中不可或缺的一部分，是随着桥梁向大跨度方向发展而逐步发展起来的。在施工控制实施之前，首先必须结合设计图纸和相关实际情况对桥梁进行建模和计算分析，确定结构特别是主梁在施工过程以及成桥后的受力、变形等情况，在现场施工控制的过程中以此计算结果为依据，在最大程度上使成桥后的线形和受力状态满足设计和规范要求。
大跨度连续刚构桥施工过程较为复杂，施工过程中各种参数，如梁重、结构刚度、有效预应力、相对湿度等参数以及外界各种环境因素对结构的变形和内力有很大的影响，施工控制过程中可以对其密切关注，以防桥梁受力状况和结构的变形与理论计算值相差太远，从而导致成桥后主梁的线形和受力状况无法达到设计和规范要求。在大跨度连续刚构桥施工过程中进行施工控制，并预留长期观测点，将会给桥梁创造终用提供可靠保证。
1.2 施工控制内容
桥梁施工控制的项目主要包括桥墩垂直度监控、基础沉降变形监控以及主梁线型监控。在桥梁的施工工程中必须认真复核理论计算数据，同时在现场对其进行严密的监控，在最大程度上把误差控制在容许范围之内，保证桥梁施工安全、顺利。
提供箱梁悬浇过程中各节段的预拱度，并对主梁应力进行监控。在悬臂浇筑过程中，分别在张拉前、张拉后、挂篮前移前、挂篮前移后、浇筑前、浇筑后六个工况对梁段位移进行测量，将测量数据与理论计算值对比，根据比较结果对以后施工段预拱度进行纠偏修正并确定立模标高。结构应力的控制通常是通过预埋应变计，现场测试应变情况，并把实测数据反馈到计算机中，对应分析其受力状态是否满足要求。
2 大跨度连续刚构桥的施工控制关键问题探讨
2.1 基础沉降变形与桥墩垂直度控制
桥墩的主要作用是承受上部结构传来的荷载，并将荷载传递到地基上。在施工过程中为了能准确测量基础沉降变形和桥墩垂直度，需通过相关计算软件的多次复核并得出相应理论值，再结合实际情况确定桥墩模板的准确位置，且在主墩和已浇节段的适当位置布设标高观测点，对桥墩的变形进行严密监测。
在施工阶段，墩身垂直度和日照温差对墩的稳定性影响很大，实际桥梁处于偏心受压状态，尤其当垂直度控制不好时，对稳定性影响更大，在大桥的设计、施工和运营过程中，存在着各种的不确定性，主要包括物理的不确定性、模型的不确定性、统计的不确定性、人为因素的不确定性和自然因素的不确定性，所以在施工过程中要严格控制结构的各种变化。
现场施工控制过程中，需在主墩各施工节段分段处布置观测点，对每个施工阶段做出准确的测量，施工完主墩后，再在主墩的墩顶位置处沿上下游布置二个测点，测点布置在0号块的腹板位置处，并通过适时观测及时发现误差并做出适当调整。主墩基础沉降变形测点选在主墩承台上。主墩墩身垂直度测点选在墩身的不同高度位置处，测点根据所建立的平面和高程控制网布置，保证网内视野通透，桥墩沉降观测采用全站仪结合棱镜或反光片进行测量，
2.2 箱梁立模标高和箱梁应力控制
跟踪施工过程中主梁各梁段标高、桥墩的变位以及各断面（主梁及墩柱）的应力应变。在悬臂箱梁梁顶位置分别设立标高观测点。在测点位置处预埋置短钢筋并用油漆依次标号，通过对梁底标高的测量，并参照相应梁项位置处对应两个测点的标高，相互比对，最大程度上减小误差，以保证桥梁线形。线形的控制主要观测混凝土浇筑前、浇筑过程中、浇筑后以及预应力张拉后各节段挂篮的定位标高和主梁标高等，并通过与理论数据的对比，求出偏差，再通过迭代计算求出修正后的理论值，最后反馈到施工现场。
施工过程中，预应力钢束的孔道位置、钢绞线是否发生缠绞现象是质量控制的关键。如果孔道位置不准确，将改变结构的受力状态，因此孔道位置准确与否直接关系到施工的预应力度能否达到设计值，对结构安全和工程使用阶段是否会产生裂缝有着直接联系。
预应力钢束两侧和上下游应对称张拉，从而减少不对称张拉引起的预应力损失。张拉控制应力对桥梁线形和内力的影响都很大，其大小能否达到理论计算值直接影响着预应力的效果，张拉时必须控制到位，既不能小于理论计算值同时也不能超过设计规定的最大张拉控制应力。预应力钢束张拉后出现主梁应力不足和主梁应力不对称是很常见的问题，因为施工过程中影响预应力张拉的因素很多，如千斤顶压力不准确、锚具安装误差、操作失误等，有时会发生断丝和滑丝的情况，当断丝或滑丝数不超过规范值时，可采用超张拉方式补足应力，若超过规范值必须卸锚，更换钢束。
温度对预应力钢束张拉效果将产生一定影响，预应力钢束的张拉应选择主梁温度比较均匀的状态下进行。若张拉时外界温度较高或主梁上下表面温差较大，则易造成主梁沿纵向伸长且上下表面伸长量不同，给主梁预应力带来很大的影响。预应力张拉完后，由于预应力钢束表面与混凝土之间存在温差，且两者的温度梯度不同，由于温度变化产生的位移和受力状况也会不同，钢束预应力会因此而受到损失。因此，在预应力张拉过程中，必须严格控制温度和张拉时机。
2.3 主梁线形、桥面铺装标高控制
测定主梁挠度、主梁轴线偏差和桥墩位移的变化情况，主要观测混凝土浇筑前、浇筑过程中、浇筑后以及预应力张拉后挂篮各控制点的高程、主梁高程等。该预应力混凝土连续刚构桥的施工方法为挂篮悬臂现浇法，在浇筑过程中，应严格按照理论计算和设计要求控制梁段立模标高，保证施工过程和成桥后的线形平顺，符合受力要求。悬臂箱梁位移实测值与理论计算值不可能完全一致，在施工控制过程中，需要不断和理论值对比并做出相应的调整。桥面铺装标高的控制也很重要，它关系到桥面行车的平顺性，控制过程中需根据箱梁顶面的标高做出对应的修正。
箱梁合拢方案对成桥受力状态影响很大，是桥梁施工和体系转换的重要环节，不同的合拢方案会使结构的受力情况发生相应的改变，在合拢过程中应调整两悬臂端的施工荷载，使其变形相等。同时，合拢方案的调整也为施工误差的调整提供了机会。
3 结语
本文阐述了大跨度连续刚构桥施工控制的主要内容，着重介绍了线形控制、应力控制、温度控制和稳定性控制的相关内容与方法，分析了大跨度连续刚构桥施工误差等内容，论文的内容，为今后桥梁工程的施工控制提供了基本的理论基础与可参考性资料。
【参考文献】
[1]林富权.大跨度连续刚构桥梁施工控制关键问题分析与研究[J].中国建筑金属结构，2013（16）.
大跨度桥梁工程论文范文3
【关键词】 大跨架桥梁；施工；温度应力；不确定因素
桥梁工程中的有效施工控制将直接关系到整个桥梁工程的安全。在桥梁的施工过程中，因为工艺复杂，工程环节多，很难兼顾到工程施工的方方面面，也就无法得到每个环节桥梁的应变力信息，但是对于一些关键部位的结构信息还是可以通过先进的监测手段进行获取的。如果所监测到的数值与预期的应变力有较大出入，为了能够避免工程事故的发生就需要在即刻停工并进行安全分析。工程监测作为工程管理的重要组成部分，在桥梁工程的施工控制中有非常重要的体现。
一、大跨径桥梁施工控制中温度应力分析
温度应力指的是施工构件及结构在受到温度变动因素影响下会产生一种伸缩现象，加之伸缩受到边界条件的限制，施工构件或者是结构的内部便会产生一定的应力。温度应力一般可以分为温度自约束力以及温度次约束力，温度自约束力主要是指受到温度不同影响下的构件之间的作用力便会存在差异，进而使之间的相互作用力表现出来。温度次约束力则是指在受到不同温度影响下的构件的内部组织所表现的一种不同的变形位移。由于不同部件之间约束力会随着外界的不同有所改变，所以温度应力便会具有较为显著的时间性以及非线性的特点。
某特定空间的区域内，空间位置的变化对区域内温度的改变便是所谓的温度分布。在热量传递研究中，温度分布的解决是非常重要的。由于混凝土结构的导热系数小，这就使得在受到外界温度急剧变化的影响下，混凝土的内部温度无法做出灵敏的反映，进而导致不同的深度，结构温度的差异。
（一）混凝土结构的温度载荷
由于受到混凝土的影响，混凝土结构表面以及内部的温度都不是一成不变的。通常情况下混凝土的温度载荷可被分为日照温度载荷、温度骤降引起的温度差载荷以及温度整年缓慢变化引起的温度载荷。第一种日照温度载荷主要是因为受到太阳光的照射所引起的，此种温度载荷具有周期性短、影响范围小、局部应力大、温度分布非常不均匀以及气流结构复杂多变的特点。第二种温度骤降所引起的温度差载荷主要是因为受到冷空气的影响导致，此种温度载荷的周期性较短、影响的范围较广、温度的应力强度大、温度分布较为均匀以及气流结构较为复杂的特点。第三种温度载荷主要是受缓慢温度的影响导致，此种温度载荷的周期性长、影响范围也广、温度分布较为均匀同时气流结构也相对简单。
（二）桥梁施工控制温度应力分析
桥梁施工结构在自重下的实际应力与设计之间相差应该控制正负5%之间；施工结构在施工载荷下的实际应力与设计之间的差值应该控制在正负5%之间；大跨径桥梁的斜拉桥拉锁的张力，所允许存在的误差也应该在正负5%之间；桥梁施工中中下承式拱桥的吊杆拉力与悬索桥主缆吊杆的拉力，所允许存在的差异控制为正负5%；也需要充分的考虑桥梁施工结构的预加应力，处理考虑桥梁施工结构预加应力对张拉实施的双控（双控指的是伸长量控制以及油表控制，对于伸长量所允许的误差值为正负6%）之外，还需要对管道的摩擦影响力也就是指对后张结构的影响力进行充分的考虑。
二、大跨桥梁施工控制中的灰色系统理论应用
通常情况下，系统理论只能是建立差分模型，无法实现对微分模型的建立，而灰色理论所建立的是微分方程型模型。作为一种递推模型，差分模型只能按照不同的阶段来进行系统发展的分析，无法做长期的分析，只能对系统所显露的变化进行了解。
系统的行为数据通常是没有规律可言的，是具有随机变化性的。随机变量及过程而言，灰色系统理论将一切的随机变量都当做是在一定范围内的变化的灰色量，而随机过程则被认为是在一定范围内变化着的与时间有关的灰色过程。对于灰色量并不是从统计方面进行规律的找寻，而是通过研究样本，以及数据处理方法将一些杂乱无章的数据进行整理，并使之生成规律较强的数列进行研究。
为了能够进一步提高模型的精确度，灰色理论需要通过模型值与实际值之间的差距来建立GM（1，1）模型。GM（1，1）模型一般只是注重最新的数据以及实际的规律的修正，也就是说GM（1，1）与主模型的实践是不同步的，因此灰色预测模型才通常会是差分微分模型。
三、大跨桥梁施工控制方法研究
（一）稳定控制方法
在桥梁施工过程中，桥梁的稳定性直接关系到整个桥梁结构的安全，桥梁的稳定性与桥梁的强度都是整个施工中的重中之重。就目前的施工技术来说，还无法对施工中可能出现的桥梁失稳现象进行可靠的监测。尤其还没有相应的快速反应系统来应对桥梁跨径不断增加、受动载荷以及突发状况所带来的影响，因此，桥梁的施工安全很难得到保证。综上所述不难看出一套稳定的监控系统的建立是非常有必要的。在检验桥梁结构安全的指标中，桥梁的稳定安全系数是其中较为重要的组成部分，但是在现行的规范中还未详细的对不同材料的不同结构在不同工况下的最小稳定系数做出规定，这就需要日后的不断完善。
（二）几何控制法
桥梁工程质量的优劣需要用一些质量评判的标准来进行检验，那么施工控制的结果也不例外，同样需要相应的标准来进行判定，这就是通常所说的误差容忍值。桥梁工程的施工控制中所包含的几何控制目标便是指桥梁施工所需要达到的设计几何状态的要求。因为施工控制中的误差容忍值需要受到桥梁的整体规模、桥梁跨径的大小以及桥梁施工技术难度等的影响，所以现在并未有统一具体的标准，也就是说误差容忍值需要根据桥梁施工控制的具体情况来确认。在施工过程中，为了能够保证实现几何控制的总目标，也是需要事先对每道工序的几何控制误差容忍值进行研究并确定出来。
结语：
为了能够更好的对大跨径桥梁施工控制中的不确定因素进行研究，就需要在分类了解温度应力的基础上，需要对大跨径桥梁施工控制中的灰色理论系统进行相应的分析，除此之外更应该优化大跨径桥梁的施工控制方法，如稳定控制法、几何控制法以安全控制阀进行有效的研究分析，只有这样才能够得出大跨桥梁施工控制中的不确定因素，从而为大跨径桥梁施工中所需要的注意事项进行相应的指导，才能够保证整个桥梁施工的安全顺利，才能够推动我国桥梁事业的进一步发展。
参考文献
[1]杨明广.浅谈大跨径桥梁施工控制中的不确定因素[J].黑龙江交通科技，2011，10：189.
[2]钟长伟.高墩大跨连续钢构桥施工控制研究[D].西南交通大学2010.
大跨度桥梁工程论文范文4
关键词：连续钢构桥；施工控制；应力控制；计算模型；预应力损失
随着交通事业的发展、科学技术的进步、高强材料的应用，预应力混凝土连续刚构向着高墩、大跨方向发展，相继出现了250m 以上的大跨连续刚构桥，但在大跨径连续刚构桥施工过程中，已建成节段的线形在后期施工中是不可调节的。因此为保证大桥顺利合拢，同时保证成桥线形与内力符合设计要求，必须在桥梁施工过程中采取有效的施工控制。
1.施工控制的任务和工作内容
桥梁施工控制的任务就是对桥梁施工过程进行监测控制，确保在施工过程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围内，确保成桥状态（包括成桥线形与结构内力）符合设计要求。桥梁施工控制围绕上述任务而展开，主要工作内容包括以下几个方面：
1.1几何（变形）控制
不论采用什么施工方法，桥梁结构在施工过程中总要产生变形，并且结构的变形受诸多因素的影响，极易使桥梁结构在施工过程中的实际位置状态偏离预期状态，使桥梁难以顺利合拢，或成桥线形形状与设计要求不符，所以必须对桥梁实施控制，使其结构在施工过程中的实际状态与预期状态之间的误差在容许范围之内、成桥线形状态符合设计要求。
1.2应力控制
桥梁结构在施工过程中以及成桥状态的受力情况是否与设计相符合是施工控制要明确的重要问题。通常通过结构应力的监测来了解实际应力状态，若发现实际应力状态与理论（计算）应力状态的差别超限就要进行原因查找和调控，使之在允许范围内变化。结构应力控制的好坏不像变形控制那样易于发现，若应力控制不力将会给结构造成危害，严重者将发生结构破坏，所以，必须对结构应力实施严格监控。目前，对于应力控制的项目和精度还没有明确的规定，需根据实际情况确定。
1.3稳定控制
桥梁结构的稳定性关系到桥梁结构的安全，它与桥梁的强度有着同等的甚至更重要的意义。世界上曾经有过不少的桥梁在施工过程由于失稳而导致全桥破坏的例子，因此桥梁施工过程中不仅要严格控制应力和变形，而且要严格地控制施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。
1.4安全控制
桥梁施工过程中的安全控制是桥梁施工控制的重要内容，只有保证了施工过程中的安全，才谈得上其他控制与桥梁的建设，其实，桥梁施工的安全控制是上述变形控制、应力控制、稳定控制的综合体现，上述各项得到了控制，安全也就得到了控制（由于桥梁施工质量问题引起的安全问题除外）。由于结构形式不同，直接影响施工安全的因素也不一样，在施工控制中需根据实际情况确定其安全控制的重点。
2.施工控制的工作流程
随着桥梁跨度的不断增大，建设规模也相应增大，施工中所受到的影响也越来越多，要使桥梁施工安全、顺利地向前推进，并保证成桥状态符合设计要求，就必须将其作为一个大的施工系统工程予以严格控制。由于桥梁施工控制的实施牵涉到方方面面，所以，必须事先建立完善、有效的控制系统才能达到预期的控制目标。
大跨径连续刚构桥施工控制系统的运行过程如下：
2.1按照规范及以往的工程实践经验确定各种计算参数，通过模拟施工过程各个阶段进行计算，以设计线形为目标。
2.2按照上述计算的预报值进行首个节段的施工，测量主梁各点的标高、应力、温度等。
2.3将实测值与模拟计算程序的计算值进行比较，根据两者的误差通过模拟计算程序计算，预报下一阶段的施工标高值。
2.4按照上述的预报值进行下一节段的施工，并测量主梁各点的标高、应力、温度等变量。
2.5重复上述循环，直至全桥所有节段施工结束。
3.施工控制关键技术
3.1控制计算原理
（1）确定计算参数：混凝土及预应力钢束力学性能参数严格按照相关设计或规范选取。
（2）阶段划分:根据具体桥梁的施工情况，将整个施工过程划分为 若干个施工阶段，每个施工阶段根据施工程序进行子步骤划分。通常将最后3～5个施工阶段是为计算成桥后长期徐变建立的施工阶段。
（3）有限元模型: 采用 Midas/Civil有限元建立模型进行模拟，梁单元采用等截面 / 变截面三维梁单元进行模拟，预应力钢束采用钢束预应力荷载进行模拟。
3.2线形控制原理
（1）施工标高控制。大跨径连续刚构桥施工控制的主要任务之一就是桥梁的线形控制。桥梁在建设过程中以及建成后，桥梁结构会发生沉降、收缩徐变等。为使成桥线形与设计线形相符合，在施工过程中主要采取预拱度这一有效措施，在本桥施工控制中，预抛高计算如下：
Hy=∑f1i+∑f2i+f3i+f4i+f5i
Hy――预抛高值；
∑f1i――各梁段自重在 i 节点产生的挠度总和；
∑f2i――张拉预应力在 i 节点产生的挠度总和；
f3i――挂篮自重产生的挠度；
f4i――混凝土收缩徐变在 i 节点产生的挠度；
f5i――1/2 静活载在 i 节点产生的挠度。
采用以上原理计算得出的数值非常接近设计线形，可以指导现场立模标高施工。
（2）合拢情况。合拢前，在“T”构两端加与合拢段等重的配重，然后对合拢段两端连续观测，直到合拢段两端高差稳定以后，然后再焊接劲型骨架，最后施工合拢段。在施工过程中，先进行边跨合拢，再合拢中跨。合拢安排在一天中温度最低时进行。
3.3实测应力与计算应力
如同桥梁结构线形控制一样，在施工控制中，桥梁结构的应力控制也是十分重要的。应力观测是通过埋设应变计（片），定时测量其频率，再换算成应变，最后换算成应力。
实施时通过计算机准确建模，模拟各个施工节段的工况，计算出结构施工过程中各个阶段的内力状态，特别是反映重要部位的内力状态。
4.工程运用情况
4.1重庆嘉陵江黄花园大桥为五跨预应力混凝土连续刚构桥。全桥长1208m，分上下游两副，主桥跨径组合：137.16m+3×250m+137.16m，桥宽31m。建设之前主跨跨径居世界同类桥型第三，连续刚构长度居世界第一。
4.2嘉华大桥全长1000m、桥面宽37.6m、双向8车道、设计时速80km/h，主跨最大跨度252m，是重庆同类型连续刚构梁中跨度最大的桥梁。建设之前为国内最宽的大桥。
4.3鱼洞长江大桥为4跨145.32m+2×260m+145.32m预应力混凝土连续刚构桥，主桥长810.6m。主桥主梁为上、下游双幅桥，桥面总宽41.6m。
4.4重庆长江大桥复线桥结构体系采用长联大跨径钢混组合式刚构-连续组合梁桥，桥跨布置为87.75m+4×138.0m+330.0m+133.75m，梁总长1103.5m，单向4车道，桥面全宽19m，全长1137.17m。主跨跨径居世界同类桥型第一。
大跨度桥梁工程论文范文5
关键词：静载试验；承载能力
0 引言
随着现代社会经济的迅猛崛起，各行各业发展出现了欣欣向荣的景象。交通运输业发展尤为突出，在经济发展发达的城市和周边地区，由于交通量猛增，实际荷载等级已经超出了当初设计的荷载等级，导致很多城市或公路桥梁不同程度的受损。另外超载车辆对桥梁来说是致命的，超载车辆严重影响桥梁的使用性能，会使桥梁梁底微裂缝扩大，严重的会导致桥梁坍塌。因此在发达城市和周边地区正确合理的评价桥梁使用性能尤其重要。而桥梁静载试验能准确的评定旧桥使用性能，而且能对新建桥进行竣工验收。静载试验的评定指标一般是桥梁在荷载作用下的静挠度和静应变，通过试验实测的静应变和静挠度与计算值对比，来评定桥梁的行车性能。
1 工程概况
东岸大桥新桥位于东莞市石龙镇，跨径组合为1×16m+3×16m+4×30m+3×50m+3×30m+7×16m+2×16m，全桥总长568m，桥面宽度为15.75m。上部结构分别为16米、30米、50米跨预应力钢筋混凝土简支T梁，桥面铺装为水泥混凝土。下部结构主墩采用4根 120cm钻孔灌注桩，其余墩采用2根 120～150cm钻孔灌注桩。设计活荷为公路I级，新桥与2010年11月建设完工。
2 静载试验测试
2.1 试验工况
根据结构的受力特点,选择第9孔跨中最大正弯矩工况（50m T梁）进行静载试验，共计1个静载试验工况。
2.2 观测内容
（1）在各级荷载作用下试验跨梁体的挠度产生及其卸载后的恢复情况；
（2）在各级荷载作用下试验跨梁体的应变分布及其卸载后的恢复情况；
（3）在各级荷载作用下试验跨梁体裂缝分布及其发展情况。
2.3 加载过程及轮位
本次试验采用1～6辆重约为280kN的车辆进行横向偏载加载。根据影响线加载法计算得各截面内力及荷载效率系数如表1所示，试验工况内力荷载效率系数均在0.8＜η≤1.0之间，满足规范要求。试验各加卸载工况历程、试验理论弯矩及荷载效率系数如表2所示，加载车辆轮位图如图1所示。
表1 弯矩工况加载效率系数
荷载试验工况 汽车活载（N.m） 试验弯矩（N.m） 加载效率系数
第9孔跨中正弯矩 4.47E+06 3.79E+06 0.85
表2试验加卸载历程
试验工况 加载车辆 试验弯矩
（N.m） 效率系数
完全卸载 撤走1～6# / /
图1第9孔跨中正弯矩（A-A截面）加载示意图(单位: cm)
2.4 测点布置
采用振弦式应变计进行应变观测，采用采用电子精密水准仪进行挠度观测，应变测点及挠度测点布置见图2及图3。
图2第9孔跨中截面应变测点布置图(单位：cm)
图3第9孔挠度点布置图(单位：cm)
2.5测试结果及分析（第9孔跨中正弯矩工况）
（1）挠度测试结果
由表3可知，第9孔跨中正弯矩工况满载下，5#测点（1#边梁跨中）的实测弹性挠度值最大为-14.0mm，理论挠度值为-20.0mm，校验系数为0.70，挠度校验系数满足《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定的0.7~1.05的要求。
表3 实测弹性挠度值与理论计算值对比表（单位：mm）
试验工况 测点 实测弹性挠度值 理论计算挠度值 校验系数
第9孔正弯矩
注：正值表示变形向上，负值表示变形向下。
图4为各梁跨中挠度和归一后各梁跨中的实测弹性挠度值与理论计算值对比图，由图4可知，满载下实测各梁的挠度变化趋势与理论计算较为接近，各梁跨中位置实际挠度分布与理论计算值基本一致，桥梁横向整体性与设计基本吻合。
图25满载下各片梁挠度和归一后跨中实测弹性挠度值与理论计算挠度值对比图
（2）应变测量结果
由表4可知梁底板处实测弹性应变为112με ,理论计算值为156με，应变校验系数为0.70，应变校验系数满足《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定的0.7~1.05的要求。
表4第9孔跨中试验工况底板实测应变与理论值对比表（单位：με）
试验工况 位置 实测弹性应变值 理论计算值 应变校验系数
第9孔最大正弯矩
注：1.正值表示拉应变，负值表示压应变。
图5为满载下各梁底应变和归一后各梁实测弹性应变值与理论计算应变值对比图，由图5可知，满载下各梁实测应变值变化趋势与理论计算值较接近，各梁跨中位置实际应变分布情况与理论计算值较一致，桥梁横向整体性与设计较吻合。
图5满载下各梁底应变和归一后各梁实测弹性应变值与理论计算应变值对比图
3 试验结论
1、根据以上的静载试验结果表明，本次试验效率系数满足规范规定的要求，试验结果可用于结构评定；
大跨度桥梁工程论文范文6
Abstract: Based on the concrete of hanger tensioning for self-anchored suspension bridges of optimized, using less cycle grading tensioned sling construction scheme, and the suspender tensioning stages to carry on the simulation analysis, comparison of the construction control results, provide the reference for the similar bridge.
关键词：混凝土自锚式悬索桥 张拉优化模拟施工工序
中图分类号：U448.25文献标识码：A文章编号：
1.工程概况
泓口大桥位于溧阳市泓口镇，主桥为双塔自锚式悬索桥，跨径布置为：（10+42+102+42+10=206）m。主跨主缆理论垂度为17m，理论垂跨比为1：6；边跨主缆理论垂度为2.838m，理论垂跨比为1：14.799。主梁为双向预应力混凝土结构，混凝土强度等级C55，截面为边箱梁形式，全长为207.4m，宽度为38m。全桥共2根主缆，每根主缆中含37股平行钢丝索股，每股含91-φ4.8mm的镀锌高强钢丝。吊索（杆）顺桥向间距4.5m，中跨共21个吊点，边跨共8个吊点,全桥共74根吊索（杆）。
图1吊索总体布置图
2自锚式悬索桥吊索张拉的特点
自锚式悬索桥“先梁后缆再吊索”的施工方法，不同于地锚式悬索桥“先缆后索再挂梁”的悬索桥施工流程。且吊索张拉是混凝土自锚式悬索桥最为关键工序，由于受各种因素制约，吊索张拉不可能一次完成，在吊索张拉期间还需要对吊索进行接长，对塔顶鞍座进行顶推。吊索张拉的次数、索鞍顶推的次数对施工工期及施工费用有较大的影响。因此对混凝土自锚式悬索桥吊索张拉顺序及控制技术进行研究，减少反吊索复张拉和主索鞍顶推的次数，在吊索张拉过程中严格控制各个工序，避免混凝土主梁梁面和主塔根部开裂是非常有必要的。
3泓口大桥吊索张拉优化分析
3.1吊索张拉方法优化原则
从吊索张拉的最终目标和吊索张拉过程中的受力、构造、经济要求等方面来考虑，确定最优吊索张拉方案的原则如下：
吊索张拉完成后自锚式悬索桥各构件的受力和线形符合设计要求；
吊索张拉过程过程中，加劲梁应力不能过大；
吊索张拉过程中，主塔根部应力不能过大，应有足够的压应力储备；
吊索、索夹、锚具满足强度要求；
吊索张拉次数应尽量少，张拉接长杆和张拉千斤顶数量尽量少。
在上述原则中，第一原则为目标要求，第2-4条原则为受力安全原则，前4条原则是每一可行方案的必要条件，第5条原则为吊索张拉的优化原则。
3.2吊索张拉优化的方法
泓口大桥施工方案为：“先梁后缆再吊索”，混凝土加劲梁采用支架现浇，主缆采用PPWS方法架设，吊索通过张拉和索力调整使混凝土加劲梁的重量从临时支架转移的主缆上。
建立非线性有限元分析时，主梁的临时支撑采用只受压单元模拟其对主梁的接触的非线性支撑作用；主塔、过渡墩及辅助墩按固结处理，索塔、主梁采用空间梁单元，主缆、吊索采用索单元，从成桥状态进行非线性倒拆分析。泓口大桥施工的全过程仿真计算中，对该桥的原设计方案与拟采用方案进行对比。通过对吊索张拉接长杆数量、最大张拉力以及吊索的安全系数的比较，确定最优的吊索张拉方案。计算流程如图3所示：
图2吊索张拉优化流程图
4泓口大桥吊索张拉过程模拟
按照吊索从空缆状态安装，在利用千斤顶张拉的施工程序考虑，利用倒拆分析法将成桥状态倒拆到空缆模型，千斤顶张拉力选择体外力来实现某一施工阶段的吊索张拉。如下图：吊索力采用初拉力荷载模拟，Midas中的初拉力分为体内力和体外力，要实现在施工控制阶段的吊索张拉，就应选择索的体外力，并在某一施工阶段激活初拉力，就会得到所需要的吊索张拉力。如下图所示：
图3 泓口自锚式悬索桥初拉力模拟吊索张拉模型
5泓口大桥吊索张拉顺
综合上述，泓口大桥对吊索张拉过程进行计算机仿真模拟，并与原设计的张拉顺序进行安全性、经济性比较，找出了适合本桥的合理的张拉方法。通过第一次安装张拉、第二次张拉、第三次张拉使吊索力达到成桥状态。具体步骤如下：
步骤一：安装张拉（从主跨跨中向主塔方向张拉）
边跨吊索直接安装戴帽。因为鞍座向边跨预偏，主索边跨垂度比成桥状态低，边跨吊索可以直接戴帽，将两侧边跨全部安装完成，带上螺母锁定后，开始中跨吊索张拉。中跨张拉过程中，两侧边跨吊索处于被动受力状态，中跨张拉力控制为2/4P。
步骤二：第一次调整张拉（从主塔向两侧张拉）
吊索从两个主塔对称向边跨和中跨张拉，张拉力控制为3/4P。
步骤三：第二次调整张拉（从主塔向两侧张拉）
全部吊索再次从两个主塔对称向边跨和中跨张拉，张拉力控制为P，达到成桥理想索力。
6泓口大桥吊索张拉模拟结果
针对方案进行详细吊索张拉过程模拟分析，得到各主要结构爱内力及位移状态。主缆位移内力随施工阶段变化如图所示。
图
图4吊索内力随施工阶段变化图 图5跨中加劲梁应力随施工阶段变化图
图6 加劲梁跨中挠度随施工阶段变化图 图7主塔根部应力随施工阶段变化图
从上图可以看出在吊索张拉过程中，吊索最大内力为2351kN，小于其控制内力3200 kN；由于加劲梁在主缆架设之前在临时支架上现浇施工，随着吊索张拉的逐步进行，加劲梁与临时支架脱离，主梁被吊杆逐渐吊起，有向上的位移，全桥吊索张拉到位后，主梁最大位移向上37mm，在二期恒载铺设以后，主梁向上的挠度为16mm。从加劲梁应力表中看出，加劲梁跨中上缘最大应力-0.54MPa, 下缘最大应力-0.68Mpa，主梁在吊索张拉过程中始终处于受压状态。
在吊索张拉过程中为平衡中跨与边跨的水平分力，对主索鞍适时顶推，确保主塔受力安全。依据确定的吊装张拉方案，主塔根部应力最大为1.62Mpa，小于C50混凝土抗拉设计强度1.83Mpa，且在每次主索鞍顶推后，主塔根部应力均出现下降趋势，成桥后住塔根部处于受压状态。
7施工控制效果比较
图8主缆实测线形与理论线形对比图
从以上表中可以看出，主缆线形与理论线形较为吻合，误差控制在±20mm之间，且东西侧对应的标高误差控制在±10mm。
图9吊索索力对比图
从以上表中可以看出，吊索索力与理论值较为吻合，且大部分高于理论值，但都在误差允许范围之内（±10%）。
8结语
对泓口大桥吊索张拉方法进行研究，依据最优吊索张拉方法的原则，确定了最优的吊索张拉方案。在选定最优吊索张拉方案的基础上，详细分析了吊索张拉过程中主塔、吊索及加劲梁的受力及变形特点，确定了自锚式悬索桥少循环分级张拉吊索的施工方法。自锚式悬索桥少循环分级张拉吊索的施工方法在泓口大桥施工中成功得以实施，此方法的实施使得施工工期大大缩短，同时张拉接长杆的数量也明显减少，取得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] 张哲.混凝土自锚式悬索桥[M] .人民交通出版社,2005
[2] 吴会军.抚顺万新大桥施工控制[D] .大连理工大学,2005
[3] 方志,张智勇.斜拉桥的索力测试[J].西安:中国公路学报.Vol.10,No.1,1997.
