线形控制5.docVIP

1.概述 芋子英特大桥和松头江特大桥采用悬臂灌筑法施工。每座桥在主墩“T”构上，用菱形挂篮分段对称悬臂灌筑，合龙段在吊架上现浇，边跨现浇段在支架上浇筑。全桥按对称悬臂浇筑→中跨合龙→边跨合龙的顺序进行施工。主要施工工序如图4.1。 连续梁悬臂灌筑施工中挠度的计算采用CSB桥梁监控软件进行计算，该软件提供显示后处理：各施工阶段结构图、内力图、位移图及其动态演示，对施工可以有效的实行控制。 2.施工控制的目的和意义 施工控制的最基本要求是确保施工中结构的安全和确保结构成形后的外形和内力状态符合设计要求。芋子英特大桥和松头江特大桥连续梁因其跨径大，连续孔数多，最终的形成必须经历一个漫长而又复杂的施工与体系转换过程，通过理论计算可以得到各施工阶段的理论主梁标高值，但在施工中存在着许多误差，这些误差均将不同程度的对成桥目标的实现产生干扰，并可能导致桥梁合龙困难，成桥线形及内力状态与设计要求不符等问题。因此为保证两座桥的施工安全，成桥线形与内力状态符合要求，在施工中必须实施有效的施工控制。 3.施工控制方法与控制计算 大跨连续梁施工控制是施工→量测→修正→施工的循环过程，在施工控制中，需要从受施工影响的结构状态中估计出真实的结构状态。同时，为了达到施工控制的最基本要求，可针对施工过程组成控制系统，对结构状态理论值和实测值之间的误差进行分析、调整和预测。 连续梁施工控制运用工程控制论的思想，采用控制理论与计算机结合的技术将芋子英特大桥和松头江特大桥成桥线形和施工期结构变化状态作为线形离散，确定动态系统的控制对象。通过对连续梁结构分析，建立数学模型和性能指标，从受施工影响的结构状态中估计出真实状态，并用估计出的状态变量，求出控制变量值，不断对各施工阶段进行调整、控制，最终达到控制的目的。 图4.1 松头江特大桥施工顺序图 4.施工控制分析 4.1施工控制中的结构计算模型建立 在对芋子英特大桥和松头江特大桥各施工阶段实施控制时，将其简化为平面结构，各阶段离散为梁单元，主墩中只有一个为固定支座，边跨及其它主墩为活动绞支座，其成桥结构计算简图如图4.2所示，由于主桥合龙前后结构体系发生转变，即由对称的单“T”静定结构(施工过程中每个主墩上有4个临时支座固定)，转变为超静定结构，故在合龙前调整时只需要取单个“T”构分别进行调整。 图4.2 松头江特大桥结构计算简图 4.2施工控制中的结构分析 对于悬臂施工的连续梁桥，其后一块件是通过预应力筋和混凝土与前一块件相接而成。因此，每一施工阶段都是密切相关的。分析各个施工阶段及成桥结构的外形和受力特性就变得必不可少。 为了使结构在最终成桥状态时达到设计要求的各项性能指标，确定各施工阶段结构的线形是桥梁悬臂施工中最重要的任务之一，而决定上部结构每一待浇块体的预拱度尤其重要。因为①合龙前一个单跨的两个悬臂端应该尽可能在同一平面上；②桥梁在施工和应运状态下，上部结构的标高频繁发生上挠和下挠。因此，在上部结构各个截面的施工中应预留容许偏差，以保证在施工完成以后结构能够保证设计所规定的标高范围。 由于建桥材料的特性，施工误差等随机变化，因此施工条件不可能是最理想状态。为了解决上述问题，在芋子英特大桥和松头江特大桥的施工中，从前进分析和倒退分析两方面入手，相互结合，实现成桥结构在线形、内力方面满足设计要求的目标。 施工控制流程框图如下： 施工控制流程图 ⑴前进分析 前进分析的目的在于确定成桥结构的受力状态。这种计算的特点是：随着施工阶段的推进，结构形式、边界约束、荷载形式在不断改变，前期结构发生徐变和几何位置的改变，因而前一阶段结构状态将是本次施工状态结构分析的基础。将这种按施工阶段进行的结构分析称为前进分析法。 计算过程中，将以前各施工阶段结构受力状态作为本阶段结构时差，非线形计算的基础。前一阶段结构位移作为本阶段结构轴线的基础。计算时对施工阶段循环进行，循环结束时的分析结果为成桥后结构的受力状态。 前进分析不仅可以为成桥结构的受力提供较为精确的结果，为结构强度、刚度验算提供依据，而且还可以为施工阶段理想状态的确定形成一个描述结构状态的数据文件，作为完成桥梁结构施工设计、控制的基础。 前进分析程序系统流程图如下： 前进分析程序系统流程图 ⑵倒退分析 前进分析系统可以严格按照设计好的施工步骤进行各阶段内力分析，但由于分析中结构节点坐标的迁移，最终结构轴线不可能达到设计轴线。 实际施工中，桥梁结构线形的控制与强度控制同样重要，线形误差将影响桥梁的合龙等。为了使竣工后的结构保持设计线形，在施工过程中用设置预拱度的方法实现。对于分段施工的连续梁桥，一般要计算出各个阶段结构物控制点的标高(预拱度)，以便最