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柱压缩等因素影响而产生竖向挠度,砼自身还存在收缩、徐变等因素,也会使悬臂段发生变化,为使合拢后的桥梁成型及应力状态符合设计要求,达到合拢高程误差控制在15mm以内的要求,最大限度地使实际的状态(应力与线型)与设计的相接近,必须对各悬臂施工节段的以挠度与应力为控制的进行观测控制以便在施工及时调整有关的标高参数,为下节的模板安装提供数据依据,确定下节段合适的模板标高。挠度控制采用以往同类桥梁施工所验证准确可靠并经监理工程师批准的计算方式进行。施工时建立施工控制网络,进行施工控制,确保合拢精度,其观测内容:
a.挂篮模板安装就位后的挠度观测; b.浇筑前预拱度调整测量; c.砼浇筑后的挠度观测; d.张拉前的挠度观测; e.张拉后的挠度观测;
f.已完成各阶段之荷载及温度、徐变收缩引起的挠度计算、观测;
g.合拢段合拢前的温度修正; h.温度观测;
i.应力观测(通过在控制截面内预埋测试仪器搜集数据)。 j.挠度观测的关键是每日定时观测,时间宜选在每日温升前上午8:00-9:00以前。合拢段应在施工前进行连续24h(每次间隔2h)观测,提供合拢前的数据。
2、线性控制的相关参数确定 a.挂蓝的变形值
挂蓝的变形值难以准确计算,要通过挂蓝荷载试验测定,在挂蓝拼装后,采用反压加载法进行荷载试验,加载量按照不利梁段的重量计算确定。分级加载在加载过程中测定个荷载下挂蓝前端的变形值,
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可以得到挂蓝的荷载与挠度的关系曲线。
b、施工临时荷载的测定,施工时荷载包括施工挂蓝、人员、机具等。
c、箱梁混凝土容重和弹性模量的测定
混凝土弹性模量的测试主要是为了测定混凝土弹性模量E随时间的变化规律,即E—t曲线,采用现场取样通过万能试验机进行测定,分别测定混凝土在7、14、28、60天龄期的E值,以得到完整的E—t曲线。
混凝土弹性模量和容重的测量通过现场取样,采用试验室的常规方法进行测定。
d、混凝土收缩与徐变观测
混凝土的收缩与徐变采用现场取样,进行7天、14天、28天、90天的收缩徐变系数测定,在测定结果没有以前,采用以前施工中相同或相似条件下同等级混凝土的试验数据。
e、温度观测
温度是影响主梁挠度的最主要的因素之一,温度变化包括日温度变化和季节变化两部分,日温度变化比较复杂,尤其是日照作用,季节温差对主梁的挠度影响比较简单,其变化是均匀的。因此为了摸清箱梁截面内外温差和温度在截面上的分布情况,在梁体上布置温度观测点进行观测,以获得准确的温度变化规律。
3、施工监控方案
为控制挠度,应该在混凝土施工完成并达到设计要求的张拉强度后进行预应力束的张拉,应按龄期及强度进行双控,一般在混凝土施工后3--4天方进行张拉以减少张拉时的混凝土收缩徐变值,使永存应力满足设计要求,相应减少张拉后产生的挠度。
1) 施工控制的方案:悬臂梁施工时必须进行有效的施工控制以保证成桥后的梁体线型及受力状态与设计尽量吻合,施工控制的以主
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梁挠度与内力为控制对象,控制原则为
a、施工过程中主梁截面应力在允许范围内,
b、悬臂合拢段相对高差在15mm内,轴线误差在10mm内。 c、桥面线型调整引起的桥面铺装层厚度增减平均值符合设计要求,
d、桥梁预拱度满足二期恒载、1/2活载作用和设计混凝土徐变年限内的徐变变形要求,该值通过计算确定。
驷马河特大桥施工控制的具体方法是采取参数识别法预测的方案,形成施工、量测、识别、修正、误差预测、调整、施工的循环过程。其中自适应法(参数识别)是如何使控制的期望值能够反映实际结构状况,确定影响施工精度的参数如混凝土弹性模量、混凝土容重等实际与设计计算数值上的差别。具体做法是根据施工施工中结构线形或内力的实测值对主要设计参数进行识别,寻找产生偏差的原因,然后将修正过的设计参数反馈到控制计算中去重新给出施工中内力和挠度的理论期望值,以消除理论值与实测值不一致的主要部分,最后达到挠幅与内力双控的目标。
2)悬臂梁桥施工中温度变化是影响主梁挠度的主要因素之一,日照会引起主梁顶、底板温差,引起主梁翘曲、挠度和墩柱的偏移,通常选择在日照前进行梁体挠度观测(并需要在张拉完成6h-8h后方能进行观测,由于预应力张拉效应具有滞后现象),为下节段立模高程提供数据,但此方法有不方便的缺陷,我部拟采取移动相对坐标法进行施工:具体为:选择施工的i段前端点作为相对坐标系的原点,此坐标是相对会移动的,此坐标系中的第i+1段坐标是固定不变的,可据此进行第i+1段立模或确定第i+1段节段标高。
在悬臂端第i段施工完成后,选择一天中的合适时间(一般在日出前)准确测量出第i段的标高控制点高程hi0,在进行第i+1段节段立模、确定i+1段标高或进行随机检测时,先测量出第i节段标高
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控制点标高hi1。
a、当第i段标高控制点标高hi0是在挂篮仍未推出时所测量,则第i+1段节段立模标高为hi+1 为:
hi+1=hyc i+1+(hi1-hi0)+Δgl i+1+Δ,其中hyc i+1=Hsji+1+Δhgl i+1+Ygd i+1,
b、当第i段标高控制点标高hi0是在挂篮已经推出就位后所测量,则第i+1段节段立模标高为hi+1 为:hi+1=hyc i+1+(hi1-hi0)+ Δ,其中hyc i+1=Hsji+1+Δhgl i+1+Ygd i+1,可解决了由于不同时间测量所引发的问题。可以在一天内的任意时间进行节段立模、节段标高确定或各项随机检查所需的标高测量值。
式中Δ---第i段挂篮推出后新增加的荷载(如钢筋)所产生的挠度(通过结构计算获得)。
Δgl i+1---挂篮推出引起的第i段前端标高控制点的挠度值(通过结构计算获得)
施工控制中进行各项试验检测,如混凝土容重、混凝土各龄期弹性模量、预应力管道摩阻损失、梁体控制截面的应力情况,进行立模、砼浇筑前、砼浇筑后、张拉前、张拉后阶段的挠度检测。根据设计参数及控制参数,建立结构分析模型进行前进分析,得到各阶段的内力、挠度及成桥状态的内力、挠度,在此基础上进行后退分析得到以成桥状态下的各阶段预抛高值。
3)施工控制测点布置:在梁段端部左右腹板中间、箱梁横向中部几翼缘板边缘位置分别埋设短钢筋(Φ16,顶部打磨光滑,标高比本梁段测点处的施工立模标高高出5mm-8mm)作为固定观测点。
4)观测时间:根据以前施工中积累的数据分析,温度影响主要是日照影响立模放样和日常测量,因此放样与日常测量宜安排在早晨8点以前,否则必须进行修正,并且每天将已浇完的梁段控制点进行复测后进行数据汇总,观察变化,分析原因,并及时调整立模标高。
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