1. 研究目的与意义
连续梁桥是超静定结构,成桥后理想的几何线形和合理的内力状态不仅与设计有关,还依赖于科学合理的施工方法依赖于施工过程中高程、应力的正确控制。因此施工完成后达到理想的成桥线形以及保证施工安全是施工监控的主要目的。
在大跨径桥梁的悬臂施工中,累计挠度的计算和分析处理是极为重要的一环,它不仅影响到桥梁合拢的精度,而且影响到成桥线形与设计线形的吻合程度。一般来讲,箱梁悬臂施工中影响挠度大小的因素主要有混凝土容重、弹性模量、收缩徐变、日照和温度变化、预应力大小、结构体系转换、挂篮变形、施工荷载和桥墩变位等因素。设计中各项参数的设定值与实际施工状态值不可能一致,加上计算理论的不完善(主要指混凝土收缩徐变)导致箱梁计算挠度与实测挠度有较大偏差,而且对挠度偏差的控制随悬臂跨径增大,难度也越大。采取科学有效的措施对箱梁挠度实施监控、预测、分析、实时调整,以达到大桥实际合拢线形尽可能地吻合目标线形,这是本次施工监控的主要内容。
桥梁施工控制是确保桥梁施工宏观质量的关键,衡量一座桥梁的施工宏观质量标准就是其成桥状态的线形以及受力情况是否符合设计要求。对于桥梁的下部结构,只要基础埋置深度和尺寸以及墩台尺寸准确就能达到标准要求,且容易检查和控制。而对采用多工序、多阶段施工的桥梁上部结构,要求结构内力和线形的最终状态符合设计要求就非常困难。
2. 国内外研究现状分析
日本是最早把施工监控技术运用到桥梁施工上的国家,利用计算机建立桥梁线形和内力观测系统,现场采集数据反馈到设计室,对设计参数进行修正调整指导桥梁施工监控。这种方法后来被其它国家所采用。随着分析软件的更新完善及施工控制方法不断改善,相应地促进了施工监控的发展。
我国在连续梁桥施工监测与控制方面的研究起步较晚,20世纪80年代以后,开始分析桥梁施工阶段中各节段的内力和位移。例如在修建青山河大桥时,就有人指出对于中小跨径连续梁桥线形控制的关键是确定施工中主梁的预抛高值,施工人员采用数值模拟方法计算给出了箱梁的理论预抛高值,对大桥的线形进行指导控制。又例如利民大桥预应力混凝土变截面连续箱梁桥,以施工监控中的实测数据为基础分析数据,采用midas/civil有限元软件进行计算,分析悬臂施工中挠度和应力控制问题,保证了桥梁按照设计标准顺利完成合龙,并达到理想的线形,同时保证主梁在施工过程中以及成桥后的应力不致过大。
通过以上综述可以看出,国外对预应力混凝土连续梁桥的施工控制较为成熟,研究成果较多。国内针对预应力混凝土连续梁桥施工监控也开展了很多研究,取得了较为丰富的成果。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1.采用midas/civil有限元软件建立扬州宝应范水运河大桥有限元计算模型,根据扬州宝应范水运河大桥现场实际施工得到的桥梁材料特性施工误差及边界约束情况对计算模型进行修正;
2.对扬州宝应范水运河大桥施工全过程进行仿真分析,为扬州宝应范水运河大桥施工控制提供理论依据;
4. 研究创新点
本论文利用Midas/Civil有限元软件建立了扬州宝应范水运河大桥有限元计算模型,对扬州宝应范水运河大桥进行了施全过程计算,所得结果可为扬州宝应范水运河大桥施工监控提供理论依据。同时根据在施工现场得到的测量数据对模型进行修改,并且通过测试埋设在混凝土中的振弦式传感器,得到应力和应变,与模型的理论数据进行对比分析,指导现场施工和保证大桥满足设计规范。
对扬州宝应范水运河大桥施工进行监控,具体进行了桥梁线形监测和应力监测等。监测结果显示:应力监测数据真实反映了扬州宝应范水运河大桥的实际受力情况,桥梁线形控制较好,说明立模标高是合理的,这些结果说明对扬州宝应范水运河大桥采取的监控方案是符合实际的。
