笔锋教育

钢箱梁斜拉桥施工控制研究

来源:笔锋教育作者:admin网址:http://www.ibefront.com浏览数:2502 

斜拉桥本身具有良好的跨越能力以及简洁优美的外形,被广泛应用于桥梁建设中。近年来,随着人民生活水平不断提高和社会生产力的不断进步,以及交通量的剧增,导致桥梁跨径和桥面的宽度不断的上升,传统的混凝土斜拉桥已经无法满足交通需求,钢箱梁斜拉桥就是在这种情况下诞生的。然而,钢箱梁斜拉桥与传统的混凝土斜拉桥在施工控制方面存在着巨大的差异,因此,在利用新技术的同时,加强对钢箱梁斜拉桥施工控制研究是很有必要的。

关键词:钢箱梁斜拉桥;施工控制研究

斜拉桥是用许多拉索把主梁直接落在桥塔上的桥梁,又称斜张桥,是由承压塔、拉索和主梁组合而成的,其桥面由许多直接连接到塔上的钢缆吊起,斜拉索布置方式有单索面、平行双索面、斜索面等。在斜拉桥结构中,拉索代替了传统的支墩的多跨弹性支撑连续梁,有效的减小了梁体内弯矩,降低了建筑高度,并且减轻了桥梁结构重量,节省了许多建筑材料,由于其卓越的跨越能力,成为大跨度桥梁的主要桥型。

1钢箱梁斜拉桥

1.11966,英国第一次采用扁平钢箱作为主梁修建了主跨988米的Severn桥,充分展示了钢箱梁斜拉桥重量轻、质量高、工期短及稳定性能好的等优点,成为大斜拉桥和悬索桥加劲梁的主流结构形式。近几年来,随着我国交通工程、高速公路网的建设,已建成或在建的跨度许多超过500m以上的钢斜拉桥和钢悬索桥。

1.2钢箱梁斜拉桥不仅继承了斜拉桥外形优美、跨越能力好、良好的动力特性等原有品质,而且还具有更强大的纵横向跨越能力、建设周期短、更强的动力性能以及主梁无徐变等优点,但也有对温度变化较敏感以及防腐性能差等缺点。

2钢箱梁斜拉桥施工控制

桥梁的施工一般都是分阶段进行的,桥梁结构的最终形成,是一个漫长而又复杂的结构体系转化过程,其施工过程的控制,包括以下几个方面的控制:

2.1变形控制。桥梁结构在施工过程中,受各种因素的影响,不可避免的会产生一定程度的挠曲变形,从而使结构实际状态与理想状态偏离,对桥梁合拢产生影响,因此,必须加强对桥梁结构的变形控制。

2.2应力控制。应力控制的好坏是比较难以发现的,但其直接影响着桥梁在成桥状态时的受力情况,若受力情况与设计状态不符,会对桥梁结构造成一定的危害,情况严重时,会对某一结构产生破坏。

2.3稳定控制。桥梁的稳定控制主要基于严格控制施工各阶段各结构构件的局部稳定和桥梁整体的稳定。桥梁的稳定直接关系着桥梁结构的安全性,与桥梁强度有着同等重要的意义。

2.4安全控制。桥梁安全控制的基础是变形、盈利和稳定三个控制方面,这三个控制方面控制好了,那么,桥梁安防控制也就得到了保障。

3钢箱梁斜拉桥施工控制方法

由于斜拉桥施工具有过程复杂、受力参数(主要有主梁重量、结构刚度、温度及荷载等)繁多、参数变化既有其规律性又有随机性,因此,在实际的施工过程中,受力状态会偏离理论轨迹,最终导致成桥受力状态偏离设计时的受力状态,因此,钢箱梁斜拉桥施工控制的主要内容就是在施工过程中对受力状态进行有效控制,使桥梁在建成后的实际受力状态与实际状态一直,同时还要保证施工安全。目前的控制方法从控制思路上可分为开环控制、反馈控制以及自适应控制三种方法。

3.1开环控制法。开环控制过程中,没有反馈环节,无法对反馈结果加以调节和修正,是一种单向的控制流向,其始终随着过程的前进而前进,不会回头。这是一种在理想状态下施工时所采取的控制方法,所谓的理想状态就是在设计时对各种参数设计的都比较准确,施工过程中能够严格控制施工产生的误差,其原理就是按照设计的参数进行施工,期间不修改参数,在施工过程中严格控制误差,使误差符合工程要求,那么,最终桥梁建成后必将符合设计要求,适用于结构简单、跨径较小的桥梁建设。这种方法存在比较明显的缺陷,其一,如果设计出现问题,那么在施工过程中,是不会发现问题的,直到工程完成后,才会发现问题,容易给整个工程带来不可挽回的损失。其二,施工过程中的误差难以控制,而且就算误差得到了有效控制,随着误差的不断积累,最终成桥时桥梁状态有可能会远远偏离理想状态。

3.2反馈控制法。反馈控制法就是在施工过程中,发现产生误差较大时,及时调整控制参数,以使施工状态和理论状态保持一致,并且满足成桥状态的要求。反馈控制法根据其控制阶段不同又被分为预测控制法和事后控制法。

3.2.1事后控制法,事后控制法就是在施工过程中,发现以及建成的工程形态不符合设计形态时,采用一定手段调整状态,使其符合实际状态,一般有两种状态下的调整,一是在每个阶段施工结束后,通过斜拉索索力的调整,调整状态;二是在桥梁结构形成后,通过检查,发现问题,进行一次性调整。事后控制法使控制手段具有很大的被动型,而且在实施过程中由于对内部结构不了解,不仅达不到理想状态,而且容易出现安全事故。

3.2.2预测控制法。预测控制法有效弥补了时候控制法的缺陷,其在全面考虑桥梁各种控制因素和设计状态的基础上,对桥梁每个施工阶段进行状态形成强的预测,使施工状态与设计状态保持一致,这种方法不仅是那些状态无法调整的桥梁施工必须选择的,也适用于所有桥梁施工控制。

3.2.3自适应控制法,它是指在桥梁施工控制开始时,当出现实际情况与设计参数不符,系统无法按照设计要求得到符合实际的结果的情况时,系统通过识别或者是参数估计等方法,不断的对控制参数进行修正,使实际输出与设计输出保持一致,最终使施工中遇到的实际问题得以解决。

4施工监测

施工监测是桥梁施工控制的基础。施工监测系统一般包括设计结构参数监测、应力监测、动力监测、温度监测以及集合状态监测等。在施工过程中,必须对重要的结构实际参数和其状态参数进行监测,以及时获取施工各类参数的实际情况,及时发现产生的问题并根据所监测到的信息及时修正理想状态下的参数设置,保证施工状态与设计状态保持一致,使施工状态处于可控制范围内。

结语:施工控制不仅是所有桥梁施工技术的重要组成部分,也是桥梁在施工质量得以保障的关键,虽然在施工过程中,其实施难度比较大,但是,随着科学技术的不断进步以及桥梁工程师的不断研究,其必将突破壁垒,更好的服务于桥梁建设过程。

参考文献:

[1]王战国;俞亚南;偶昌宝;;大跨度预应力V形墩连续刚构桥线形施工控制[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2006年03期

[2]雷敏;BP神经网络在大型钢箱梁斜拉桥施工控制中的应用研究[D];西南交通大学;2008年