一、桥梁施工监控的目的
施工监控的目的就在于:
(1)通过施工监控与控制,为合理成桥状态提供技术数据。通过对关键部位和重要工序的严格监控和控制,准确给定和及时调整梁端立模标高,优化施工工艺,简化施工流程,确保合拢精度,使成桥后的结构线型和内力满足设计要求。
(2)通过有限元方法理论计算和施工线形测量相结合,进行高程偏差调整和预测,能够得到合理的施工预拱度,使桥梁的线形控制在或接近设计线形。消除可能对结构安全和施工安全产生影响的不利因素。
(3)借助现代测试技术,对实际结构进行测试,分析测试应变中温度等诸多影响因素,能掌握实际结构的真实应力,通过结构应力分析,发现可能出现裂纹的部位,对那些张拉过程可能产生的预应力应力不足或危险截面应力超出安全范围的情况及时采取补救措施,防患于未然。
(4)收集施工和成桥试验全过程的信息,为桥梁结构理论、桥梁科学研究和发展提供数据。
二、桥梁施工监控的技术方法
第一种是采用纠偏终点控制的方法,就是指在建筑施工中对主桥梁的线形偏差的因素进行跟踪控制,随时进行纠偏,最终达到设计试图的理想效果。这种方法是采用kalman滤波法和灰色理论等等。这种施工的方法工作量大,控制效果还不一定理想。
第二种是应用现代控制理论中的自我适应控制法,就是对施工过程中的标高和内力实测值和预测值进行对比,对桥梁结构的基本主要参数进行识别,找出产生偏差的原因,从而对参数进行修正,进而达到控制参数的目的。使实测值和预测值达到设计的理想状态。第三种是方法就是在设计是给主梁标高和内力的宽容度一个最大值,从而减少了控制的难度。
三、大跨度桥梁施工监控的关键技术
1、 大跨度连续梁桥和连续刚构桥施工监控的关键技术
国内已建大跨度连续梁桥和连续刚构桥基本上均采用自架平衡施工方法,也称为悬臂平衡浇注法。这种施工方法是将桥梁沿桥纵向划分为许多节段,先在各主墩上用挂蓝分段对称悬臂浇注(或拼装)形成T构,采用落地支架浇注边跨现浇段,然后按照先边跨后中跨的顺序进行合拢。
对于连续梁桥存在主梁与主墩临时固结和体系转换的施工。 对于采用自架平衡施工方法大跨度的梁式桥,施工监控的主要关键技术是:
(1)施工预抛高值的确定;
(2)立模标高的监测与调整;
(3)控制截面的应力监测。
2、 大跨度组合拱桥施工监控的关键技术
大跨度组合拱桥的施工通常采用无支架施工,主要成拱施工方法有缆索吊装法、斜拉扣索法、转体施工法和悬臂施工法。
缆索吊装法施工是在主墩搭设缆索支承塔架,将主拱圈分段挂扣在主揽或塔架上进行成拱合拢拼装。
斜拉扣索法施工是将分段的拱肋用起吊设备运吊至预先确定的位置,用高强钢丝将拱肋吊挂在指定的设计标高位置,对称地从拱脚开始逐段连接,直到拱顶进行合拢固结。
转体施工是将半边拱肋在主拱墩附近的支架上浇注或拼装好,在主墩上设置转动装置,采用卷扬机和平衡重块进行平面和竖向转动,当两半边拱肋转动到设计标高位置进行成拱合拢。
无论拱桥采用什么施工方法,拱桥施工监控的主要关键技术有:
(1)主拱肋施工成拱的线形控制;
(2)吊杆与系杆张拉力的控制;
(3)控制截面的应力监测。
3、大跨度斜拉桥施工监控的关键技术
大跨度混凝土斜拉桥多采用自架体系施工,也称为平衡悬臂施工。该方法与同梁式桥悬臂施工一样,先从桥塔开始对称地逐段悬臂伸长,每浇注一个节段进行预应力张拉和挂斜拉索,当悬臂施工到最大确定的悬臂长度后,在边跨和中跨的跨中进行合拢施工。
斜拉桥与梁式桥不同是斜拉索的索力的可调性,因此其施工监控的主要关键技术是:
(1)主塔的水平变位控制;
(2)桥面线形或斜拉索的索力控制;通常当主梁刚度较大时,则以索力控制为主;若主梁刚度较小时,则以线形控制为主。
(3)控制截面的应力监测。
4、大跨度悬索桥施工监控的关键技术
大跨度悬索桥通常是先架设主缆,然后安装吊杆,再逐段安装加劲梁。主缆的架设是先通过牵引索将主缆的各股钢束架设好,然后采用编索机编股成缆。悬索桥施工监控的主要关键技术是:
(1)主缆线形的控制;
(2)索鞍的推力和滑移控制;
(3)加劲梁安装的标高控制;
(4)吊杆拉力监测;