箱梁测量技术论文

2022-04-17

摘要:预制节段箱梁是实现桥梁节段法拼装施工中的重要构件,由于该种预制构件是采用横向对整跨梁进行分块,有别于传统预制梁的纵向分块方式,因此如何实现预制梁成跨后的线形是节段梁预制的关键。短线法节段梁预制工法引入三维测量控制概念,通过常规的测量手段和特殊的模具系统实现对匹配节段定位精度的要求,从而达到控制桥梁线形的目的。下面小编整理了一些《箱梁测量技术论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

箱梁测量技术论文 篇1:

大跨径宽幅钢箱梁施工技术难点及关键技术

【摘 要】 文章以青岛新机场高速连接线(双埠-夏庄段)工程(天康路以西段)(起点~K7+380)三标段的涉铁工程钢箱梁转体桥为背景,根据复杂的现场施工环境及钢箱梁自身的结构特点,介绍了大跨度钢箱梁转体桥在拼装施工中的一些技术难点及应对关键技术,为后续复杂环境下同类工程施工提供了一定的工程借鉴。

【关键词】钢箱梁; 技术难点; 应对措施

随着我国高速公路的发展,越来越多的新建高速公路桥梁及城市道路高架桥梁建设成为涉铁工程的项目也不断增加,同时新建的桥梁跨度也因此越来越大,施工环境也越来越复杂,大跨径钢箱梁桥的应用也逐渐成为首选方案,这也为施工中带来一定的技术难题。本文以青岛新机场高速连接线(双埠—夏庄段)工程(天康路以西段)(起点~K7+380)三标段的涉铁工程钢箱梁转体桥为背景,介绍钢箱梁转体桥在转体前施工中的技术难题及应对关键技术。

1 工程概况

本工程为青岛市新机场高速连接线(双埠—夏庄段)工程,主线钢箱梁桥从西向东依次跨越胶济货线、胶济客专双线、青荣城际双线、机场专用线六条既有铁路,既有铁路均位于路基段,填土高约6 m。钢箱梁桥采用墩梁固结体系,结构形式跨径2×120=240 m T构桥,分幅错位布置(图1)。采

用转体施工工艺,转体前分别在平行铁路线方向支架拼装焊接,焊接完成后采用临时索塔进行临时拉索对称张拉拉起大小里程梁端、拆除支架逆时针双幅同时转体90°。

钢箱梁主体结构采用Q345qDNH钢材全焊结构,工程总量约为7 588 t。钢箱梁单幅梁面宽度24.58 m,中墩墩顶4 m区段钢箱梁,梁高7 m,墩顶等高梁段两侧各40 m区段梁高从7 m按2次抛物线变化至4.5 m,其余区段梁高为4.5 m。跨中梁高与跨径比值为1/26.667,中墩支点梁高与跨径比值为1/17.143。桥面为单向横坡2 %,按设计要求设置预拱度。设计荷载为城-A级,考虑1.3倍提高系数。设计速度为100 km/h[1]。

2 工程特点

本工程为全焊接钢箱梁结构,施工地点位于仙山路与安顺路交叉处,上跨胶济客专等铁路营业线,施工难度较大。主要施工难点如下:

(1)吊装工程量大。钢箱梁按设计吊装构件尺寸大、吨位重。S0块重量372.47 t,高为7 m。

(2)工程难度大。转体前支架布置及吊装需要满足现场交通的需要,仙山路东西方向、安顺路南北方向,车流量极大。施工中安顺路要导改,仙山路东西侧尽量要保证通行。同时现场场地狭小,如左幅5#墩钢箱梁支架位置位于青荣城际铁路及机场专用线间,无吊装设备站位钢构件水平投影距青荣线栅栏最近距离为4 m左右,钢构件的吊装难度极大。

(3)临时支架搭设难大。分支架搭设的高度高、制作安装均繁琐、工作量大,同时,搭设时对铁路营业线安全隐患多。

(4)安全风险高。现场施工均属高空作业,施工安全要求高,尤其与铁路营业线相近,安全措施必须到位。

(5)工程工期紧。合同工期为2020年12月31日要求全线通车。

3 工程中技术难点

3.1 钢箱梁分段分节技术研究

设计吊装构件尺寸大、吨位重,单幅钢箱梁桥按设计划分为17个段,其纵向长度分别为10 m、12.5 m、15 m、17.5 m四种类型,梁面宽度均为24.58 m,梁高从S0段7 m至S3段按2次抛物线变化至4.5 m,S4~S7段高度均为7 m。最重分段重量为372.49 t。左幅钢箱梁进场道路铁路桥梁限高为5 m。如在厂内加工成块单元则无法通过公路运输至施工现场[2]。

施工技術与测量技术孙晓迈: 大跨径宽幅钢箱梁施工技术难点及关键技术

3.2 临时支架设计技术研究

转体前支架布置平行于铁路既有线方向,右幅钢箱梁转体前支架范围垂直投影在城市道路安顺北路上,地下管线复杂、交通繁忙,同时支架南北向也跨过仙山西路,向北延伸支架范围有40 m的垂直投影落在白沙桥上及河道中,地形十分复杂。

左幅钢箱梁转体前支架范围投影在青荣城际铁路及机场专用线间,青荣城际栅栏与机场专线坡脚间距离仅为30 m,5号主墩向北小里程方向支架要跨过进场的唯一通道仙山西路及铁路集水房(图2)。向南要跨越水塘,地形更加复杂。

3.3 钢箱梁安装方案技术研究

钢箱梁在总拼场地由板单元拼接成块单元后,如何把块单元吊装到支架设计位置也是本项目的一个技术难点。把钢箱梁块单元吊装到支架设计位置的吊装设备前期考虑主要有大吨位汽车吊、履带吊及龙门吊等,根据现场的复杂特殊地形、工期要求、铁路安全等多方面比选,最终确定采用四台120t龙门吊作为本项目钢箱梁吊装设备。

采用龙门吊作为吊装设备需解决以下几个问题:

(1)左幅5#墩如何跨越向北小里程方向的唯一进场道路仙山西路(图3)进行钢箱梁吊装焊接。如果把道路填平修建轨道,则钢箱梁板单元无法进入施工场地。

(2)如何吊装右幅小里程方向的S5~S7三段。此三段支架垂直投影位于白沙河桥上及河道中,龙门吊轨道由于白沙河桥纵坡高差太高无法修建,同时大吨位汽车吊、履带吊无站位。

(3)如何降低紧邻铁路营业线施工带来的安全风险。龙门吊的高度在方案评审时提出高度越低越安全,最终确定龙门吊高度仅限于33.5 m以下,支腿纵向跨度最小为16.5 m,钢箱梁的分段长度为10 m、12.5 m、15 m、17.5 m。因此,钢箱梁吊装只能一台龙门吊吊装,两台龙门吊无法进行抬吊。如何用一台龙门吊在限高的要求下安全平稳的吊装钢箱梁块单元也是本项目需解决的技术难点。

4 采取应对的关键技术

4.1 钢箱梁分段分节施工技术

由于钢箱梁跨度大、截面高,高度最高达7m,最小高度为4.5m,制作成整体节段超宽超高不能运输,只能采用三阶段法:第一阶段工厂板单元构件制造,第二阶段是在工地胎架上匹配组装焊接成箱梁节段,第三阶段支架钢箱梁节段安装,完成箱体之间的焊接。

钢箱梁分段情况如下:左右幅节段划分:纵桥向各分为17个大段,S1~S8横桥向各划分为5个块体,S0号竖直方向上均划分为上下两层,划分为8个块体,S1~S7横向分节为5个块体(图3)。左幅全桥合计88个单元件,右幅全桥合计88个单元件,采用BIM技术划分计算(表1),其中最重单元块体为80.93 t。

4.2 钢箱梁临时支架关键技术

本工程为临时支架为格构式钢管桁架,跨度为6.25~18 m,柱高为14.64~24.55 m。支架钢管主要采用478×8 mm的螺旋管,本工程桁架钢管、立柱钢管、各节点板、支座垫板均采用Q235B结构钢,结构用钢材应具有抗拉强度、屈服强度、伸长率和硫、磷含量的合格保证。

根据本桥址所处的地形地貌及架设方式不同,支架结构形式分为三种类型:支架一为一般地段的支架;支架二为拖拉滑道部位支架;支架三为左幅铁路集水房大跨度支架结构形式(图4)。

梁段自重、施工人员及机具、风荷载、支架自重参照《建筑结构荷载规范》基本组合:恒载系数取1.35,活载系数取1.4[3]。采用MidasCivil2015整体建模计算支架受力是否在容许应力之内。

4.3 钢箱梁安装关键技术

根据现场左右幅支架区域范围内的地形地貌不同,钢箱梁块单元在临时支架吊装焊接可分为原位吊装和拖拉就位两种形式。

4.3.1 左幅小里程跨仙山路钢箱梁安装技术

左幅钢箱梁单元件全部采用原位吊装方式,主墩钢箱梁小里程方向跨越仙山西路龙门吊基础采用型钢墩梁式结构方式(图5)跨过。轨道钢梁由2根Ⅰ50a工字钢双拼组合成,按最大轮压:P=310 kN。钢梁跨度L=5.0 m,考虑钢梁自重计算钢轨钢梁抗弯强度:

M/rW=186.5 N/mm2≤215 N/mm2 (安全)

钢轨钢梁抗剪强度

τ=VS/Itw=53.2 N/m2≤125 N/mm2(安全)

轨道钢梁挠度

f=PL3/(48EI)=6 mm≤L/800=7.8 mm (安全)

采用型钢墩梁式龙门吊轨道基础方式既解决了跨越仙山西路吊装难点,又解决了龙门吊在吊装工作中不影响钢箱梁板单元进入总拼施工场地的困难。同时根据把影响进场道路的S3支架及落在铁路集水房的S5支架取消,加强小里程S2、S4、S6支架结构,小里程钢箱梁S3段与S4段、S5段与S6采用二合一方式架设,具体安装示意见图6。

4.3.2 右幅小里程S5、S6、S7段钢箱梁安装方式

右幅小里程S5、S6、S7段钢箱梁段支架位于白沙河桥上及河道中,采用龙门吊或汽车吊履带吊均无法安装到设计位置,经反复综合考虑比选,采用在滑道拖拉方式最为经济合理。在小里程S3到S7各临时墩墩顶设置滑道梁,滑道位置在钢箱梁纵隔板下,滑道采用双拼700×300H型钢,上敷贴2 mm厚的不锈钢板,板宽为600 mm连续滑道,横向间距为5.6 m。滑块采用倒“U”限位装置。

钢箱梁块单元具体安装步骤:

(1)在小里程S4梁段位置利用临时支墩搭设钢箱梁段拼装平台。

(2)在拼装平台上拼装小里程S7梁段,拼装焊接完成后用4台100t千斤顶顶起落在设好预拱度的滑道上的滑块上。

(3)采用两台350 t的连续千斤顶通过拖拉固定在S7段底板的钢绞线把S7段拖拉至S5支架位置处。

(4)重复在S4拼装支架上拼装S6、S5梁段,拼装焊接完成后用千斤顶顶起落在設好预拱度的滑道上的滑块上与前一梁段焊接成一体再整体拖拉。

(5)S5、S6、S7拖拉至设计位置再顺延拖拉20 cm。

(6)在拼装支架拼装S4梁段作为合龙段,拼装焊接完S4梁段后先与S3焊接环缝,再利用2台千斤顶反推S5、S6、S7大里程方向20 cm与S4合龙。施工步骤见图7。

4.3.3 龙门吊吊装技术

本项目由于紧邻铁路营业线的复杂环境,龙门吊越高,安拆过程中及工作状态中的安全风险也越大,因此本工程尽可能把龙门吊高度降到最低,根据钢箱梁顶面标高最终确定龙门吊吊装净空最小为3.5 m,龙门吊距地面最小高度为33.5 m,龙门吊支腿的纵向跨度最小为16.5 m,除左幅小里程S3-4、S5-6的二合一梁段采用两台抬吊安装外,其余梁段均采用一台龙门吊吊装焊接,综合考虑一台龙门吊结合工字形扁担吊装方式(图8)采用工字形扁担梁吊装钢箱梁,首先计算岀每个块单元的重心,方可平衡吊起。可利用CAD软件对异形件reg做面域(需优先用bo孤岛检测,排查断点)之后用Massprop命令查找质心坐标,po找到质心坐标后,量取质心到X轴或Y轴的距离,为面积距,计算块体内每个杆件(底板、顶板、腹板、横隔板、横肋等)质心面积距偏心量,最后汇总,除以总重,算出X或Y方向的重心面积距,找到重心线,两条重心线交点即为理论重心,铅垂线方向打到顶板,为理论吊点中心,根据吊点中心及扁担梁的四个吊点尺寸焊接吊耳。

5 结束语

根据本项目所在的特殊复杂环境带来的技术重难点及所采取的应对的技术方案,总结岀一套在复杂涉铁环境中降低安全风险且快速施工的钢箱梁转体桥施工工法,为以后类似工程提供佷好的工程借鉴经验。

参考文献

[1] 汪劲丰等.城市钢箱梁桥横向分块施工分析[J].桥梁建设2017,47(1):16-18.

[2] 李俊.大吨位钢箱梁段在城市复杂环境下的运输与安装施工技术研究[J].铁道建筑技术,2017(6):34-35.

[3] GB 50009-2012, 建筑结构荷载规范[S].

作者:孙晓迈

箱梁测量技术论文 篇2:

节段箱梁短线法预制的关键技术

摘 要:预制节段箱梁是实现桥梁节段法拼装施工中的重要构件,由于该种预制构件是采用横向对整跨梁进行分块, 有别于传统预制梁的纵向分块方式,因此如何实现预制梁成跨后的线形是节段梁预制的关键。短线法节段梁预制工法引入三维测量控制概念,通过常规的测量手段和特殊的模具系统实现对匹配节段定位精度的要求,从而达到控制桥梁线形的目的。

关键词:预制节段箱梁;短线法工艺;三维测量控制技术;短线法液压模具

1 前言

随着城市交通的迅猛发展,高架桥成为城市交通建设不可或缺的一项重要内容。由于传统现浇或整孔架设的施工方法都对地面交通造成不同程度的影响,需占用较多的施工用地。而节段拼装法施工不单可以节省施工用地,甚至可做到桥上的架设施工不影响桥下的交通。如果把施工作业影响城市交通造成的损失也作为高架桥建设投入的一部分考虑,节段拼装法施工相比传统的工法就有明显的经济性和社会效益。可以预测,节段拼装法施工是未来城市高架桥施工的发展方向。作为节段拼装法施工使用的构件,节段梁的预制是保证拼装架设顺利进行的关键之一。如果节段梁的预制形成工厂化、标准化生产,反过来将会有力地推进节段拼装法的应用。

2 节段箱梁的预制方法

节段箱梁有两种不同的预制工法,一种是长线法,另一种是短线法。长线法是在预制厂内,根据桥梁的线形预先将整跨的底模板安装好,根据节段划分的长度,外模板沿着底模依次前移,使各节段匹配着进行浇注砼,直到完成整跨桥的预制。而短线法则是将在模具上浇筑完成的节段,通过小车移到模具的开口端作为下一待浇节段的端头模板,并调整匹配节段的三维空间位置,使下一浇注的节段符合设计线形;重复以上工序,直至完成整跨桥的预制。

两种节段箱梁预制工法相比较有以下几点不同:

(1)长线法预制节段箱梁使桥梁线形容易控制,不需在预制过程进行测量监控,而短线法则需引入三维控制的概念,进行精密的测量。

(2)采用长线法,整垮桥的底模是按每一跨桥的线形要求在预制厂内预先做好,因此模具通用性较差;而短线法的模具是以单块节段梁为单元的,不同的线形都可通过三维小车调整匹配节段而实现。

(3)长线法的模具特点决定了该工法占用的场地较大,而短线法则只需较小的场地就可实现生产。

短线法预制节段箱梁相比长线法是一种较先进的工法。短线法在国外已成熟应用多年,近年来香港、东南亚等地区广泛采用该种工法。在国外,节段箱梁从设计到生产都已经成为稳定、成熟的技术。目前,广州地铁四号线车陂南至黄阁段(不含大学城专线)工程大力推广节段箱梁的短线法生产。笔者有幸参与了短线法的研发和实际工程的实施,现在已用短线法成功预制了300多块节段箱梁。在下文中,笔者根据短线法实际的应用经验,阐述对短线法关键技术的理解。

3 节段箱梁短线法预制的关键技术

短线法预制关键是要解决如何确保桥梁的整体线形。由于每一块节段箱梁都是一个独立的个体,有各自的预制误差。匹配节段作为下一待浇节段的端模板,使到相邻节段建立了联系。在调节匹配节段空间位置时,就是模拟拼合的状态。在这个过程中要消除上一节段梁预制产生的误差,使到整孔节段梁拼装后整体的线形符合设计的要求。为了达到这样的目的,需要在生产的过程中引入三维测量的技术。而三维测量的实施,又离不开合理设计的液压模具的配合。因此,短线法的关键技术应主要包括两部分:一是三维测量技术,二是短线法的液压模具技术。

4 短线法模具

短线法的模具是实现匹配生产的基础,合理的模具设计可以使预制效率提高。一般来讲,短线法模具由外模及其支架、端模及其支架、内模及其支架系统、底模及三维小车系统、工作台及楼梯5大部分组成。4.1 外模及其支架

外模由端模及配合节段定位,外模绕固定支点旋转进行开合模。为配合不同的节段长度和适应不同线形的要求,外模应可以沿模具中轴线方向前后移动。应尽可能地减少整块模板面的接缝,接缝处应进行抛光处理,再配合高级脱模剂,从而保证节段的外观要求。

4.2 固定端模及其支架

预制节段的截面形状由固定端模控制,另外固定端模的顶面是测量的基准,所以必须保证固定端模及其支架有相当的强度和刚度。固定端模是固定不能移动的,但为了适应变截面箱梁生产的需要,固定端模的内腔可通过更换配件的方法做出变化。固定端模在安装过程中,要采用测量仪器进行精确定位,从而建立日后生产的测量基准面。生产过程中要定期对固定端模进行变形监测,当变形超出容许范围,必须对固定端模进行调校,以确保预制的准确性。

固定端模是短线法模具的重要组成部分,是影响节段梁预制精度的关键之一,也是预制现场三维测量坐标建立的基准。

4.3 内模及其支架系统

为了满足节段箱梁变截面的需要,内模的部分配件也是可以更换的。由于内模具是由固定端模和匹配节段进行定位的,因此拼装质量受到固定端模加工精度和匹配节段预制精度的影响。内模安装占用的时间较长,为了装拆方便一般采用全液压系统进行控制,以降低工人的劳动强度,从而提高工作效率,保证节段的生产周期。

4.4 底模及三维小车系统

在调整匹配梁时,底模是完全支承在三维小车上的,而在浇筑时放下则支腿与三维小车脱离,由底模承受整个节段的重量,所以必须保证底模及其支架有相当的强度及刚度。

三维小车安装有液压系统控制,共有8支液压油缸控制底模。4支液压油缸托住底模,底模托住配合节段,这4支液压油缸可以单独调节高度,每只液压油缸采用液压锁和机械锁双重锁机构,从而保证配合节段在预制过程中高度坐标不变。2支液压油缸控制底模绕底模中心旋转。2支液压油缸控制底模左右平动。另外由转扬机托动小车连同底模前后平动。这样在一定范围内配合节段空间6自由度可以调节,使匹配节段梁能够在三维空间内任意定位。三维小车是短线法模具的关键组成部分。

4.5 工作台及楼梯

工作台主要承受工作人员以及振动棒等操作工具。

5 短线法的三维测量

短线法测量实际是对节段梁预制的线形进行控制,也是调整误差的过程。测量的方法既可以采用全站仪直接进行坐标控制测量,也可以采用经纬仪、水准仪进行中线和高程控制测量。

5.1 桥梁线形坐标的转换

桥梁线路设计一般只给出里程、平竖曲线要素等数据。这些都是反映整桥的线形的元素,但要预制节段梁则需要将这些数据进行整理计算。首先按节段梁的长度确定每块节段梁间的接缝位置,并将控制桥梁线形的元素换算为接缝处的六个控制点的大地坐标。这就是节段梁理论的六点大地坐标,并没有考虑桥梁的预拱值,是预制生产时的参照基准。

预制生产时为了便于测量控制需在预制厂建立预制用的坐标系统,该坐标系统的原点就设在固定端模内侧中点上,如图3所示。为了实现接缝六点坐标的测量,在每一片节段梁顶板面上都要预埋六个测量点,测量点的位置与接缝六个理论控制点并不重合而是保持一定的距离。另外,在预制时桥梁的预拱也需考虑。利用三维测量计算辅助软件,将上述的因素进行综合考虑,使理论六点坐标转换为预制现场的六点坐标。预制过程中,通过测量仪器对预制六点坐标的监测,不断调整匹配节段的位置使到下一块节段的预制坐标与理论坐标相符合。

5.2 预制现场测量系统的建立

预制现场的测量系统包括有观测塔平台、目标柱、固定端模,如图4所示。

固定端模是测量的基准面,各测量点的坐标(中线与高程)都是相对固定端模的。在观测平台上安装有强制对中装置,消除了测量仪器每次架设的对中误差。测量仪器照准目标柱就控制了预制的中线与高程,所有的测量点的坐标都可进行测量。必须对观测台和目标柱定期进行检测,以确定它们没有发生移位。

5.3 预制误差的产生

节段粱预制产生的误差包括以下几种情况:

(1)匹配节段定位误差

每一块节段预制前,三维测量计算软件都会给出匹配节段定位的坐标。在实际调节匹配节段时都不可能精确无误地定好位,这就存在一定的允许误差。根据实际工程经验,中线一般要求扭转偏差不超过±1mm,高程偏差不超过±3mm。

(2)预制施工误差

匹配节段梁定好位后才进行合模、钢筋笼吊放等后续工序施工,这些工序都可能使匹配节段梁产生移动,预制施工误差由此产生。根据实际经验,合模工序会使匹配节段梁发生较大的移动,应进行测量监测,当移动超出允许值就应对匹配节段梁的位置进行调整。控制好预制施工误差是提高节段精度的有效手段。

(3)测量数据采集误差

测量仪器的精度、测量过程的人为误差都是产生测量采集误差的原因。要提高数据采集的准确度减少误差,可通过多测回取平均值来实现。

误差的产生是无可避免的,单块节段梁的误差可能对个体的外观不会造成大的影响,但如果将每一块节段梁的误差累加起来,则很可能会影响桥梁的整体线形。三维测量计算机辅助软件必须充分考虑误差累积的可能,在输出匹配节段梁定位坐标时就必须对上一块节段的误差进行调整,避免发生误差累积。

6 结语

节段箱梁短线法预制在国内还是一种比较新的预制工法,很多施工的细节还在摸索阶段。相比传统预制梁的生产方法,节段箱梁短线法非常重视测量控制,并且引入三维测量计算机辅助软件进行线形控制。这也是节段箱梁短线法区别与其他预制方法的重要特点。正因为如此,测量与模具才成为短线法预制的关键技术。随着短线法工艺的不断推广,该种工法必定会不断完善和进步。

作者:叶彬彬

箱梁测量技术论文 篇3:

浅谈大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术应用

【摘 要】在工程项目建设过程中,大跨度焊接钢箱梁斜拉桥的施工控制技术具有多元性和温度效应影响明显的特点。根据这些特点,使用合理的施工控制技术可以有效保证施工过程的顺利推进,提高施工控制的精度。论文以大黑河斜拉桥为例,对大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术进行进一步的阐述,希望能为相关工程建设提供一定的参考和建议。

【關键词】大跨度焊接;钢箱梁;斜拉桥;施工控制

1 引言

随着我国现代化建设的持续推进,各种新型建筑工程工艺逐渐引入建筑行业中,极大地提升了建筑效率和建筑速度。斜拉桥结构稳定、使用寿命长、工程安全性高,在我国桥梁建筑中得到了广泛的应用,但由于斜拉桥施工效果往往会与预期效果之间存在一定的偏差,影响最终工程质量,因此必须对斜拉桥施工控制技术进行研究和分析,保证桥梁运行的安全性和可靠性。

2 大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工概况

随着我国经济的迅速发展和基础设施建设体系的完善,桥梁公路的建设工程项目越来越多,建设质量也不断得到提升,斜拉桥具有稳定的结构模式,广泛应用于桥梁的施工过程之中。但是由于斜拉桥属于高次超静定体架构,在斜拉桥的建设过程中不可避免地会产生一定的误差,导致实际施工结果与预期产生偏差[1]。如果不能严格地调整和管控施工过程中的偏差,会影响整体桥梁的施工质量。当前,我国已经修建起大量的斜拉桥,这对我国交通运输和经济建设有着十分重要的作用。钢主梁形式结构一般用于跨度大于500m以上的斜拉桥,斜拉桥技术目前在世界范围内已经有了十分广泛的应用,运用技术手段对斜拉桥的质量和误差进行控制,可以降低误差对桥梁稳定性的影响,提高斜拉桥的安全性和可靠性。

建筑技术的不断发展使得斜拉桥的跨度也不断增加,施工误差对施工质量的影响也更加显著。因此,在进行斜拉桥施工控制技术研究中,需要对涉及的施工方案的各项技术进行分析和探究,包括应力测试技术、线形测量技术、索力测试技术、温度测试和分析技术、现代控制理论以及误差分析和调整手段[2]。

3 大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术

3.1 大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制要点

大跨度钢箱梁斜拉桥施工控制技术与常规的PC梁斜拉桥施工控制技术相比存在很多不同的特点,包括施工控制、目标多元化、误差来源多元性、施工控制调整手段局限性和温度影响显著性等。由于大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工所涉及的技术和要点较多,时间持续较长,产生施工误差的原因多种多样,相应的施工控制目标也具有多样性的特点。在钢箱梁斜拉桥施工过程中,主要的控制目标包括施工类目标、焊接类目标、内力类目标以及线形类目标等。在进行钢箱梁焊接过程中,由于焊缝的收缩,还会导致施工状态存在差异,因此,在进行施工控制技术分析时,要注意相应误差的产生原因并制定消除的措施和方案。

大跨度焊接钢箱梁斜拉桥的施工过程中会遇到各种各样误差的影响因素,包括焊缝收缩影响、施工操作影响、测量影响以及计算影响等。误差因素可以通过技术分析和反复的实验对其进行有效控制。因此,在施工过程中需要对施工现场的实际情况进行分析和考察,建立误差模型,预测施工期间可能遇到的误差和影响误差的因素,并采取有效的措施进行改善。误差影响因素的多样性也导致控制目标的多元性的特征。在实际控制过程中,需要再从焊接、施工、测量以及计算等多种方面来实现,注意施工误差影响的每一个细节,做好目标控制工作,将每个方面都融入整体当中进行考虑。在施工过程中,由于温度、环境、气候等因素的影响,还会导致施工时存在构件温度场分布差异情况,影响施工计算分析和施工过程控制,干扰施工精度,增大施工误差。所以,在实际施工过程中,一定要重视对施工关键工序的控制,斜拉桥主跨合龙阶段需要进行连续的温度监测以及正确梁长的测定,确定合理的合龙段长度以及施工方案。

3.2 大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术特点

斜拉桥施工控制主要包括施工控制技术和施工控制组织体系两部分内容。在进行斜拉桥施工误差分析和控制工作之前,首先需要对斜拉桥施工控制涉及的各种内容和体系进行研究与分析。作为一项系统性的工程,斜拉桥施工控制会面临各种各样因素的影响,制约斜拉桥施工控制的质量。因此,必须要对斜拉桥施工的整个过程进行研究和分析,明确施工控制技术的重点和难点。在施工之前,设计人员需要对施工场地的实际情况进行全面系统的勘测和研究,收集归纳资料,对影响施工过程的因素和当地的地质条件进行信息分析,并根据收集到的数据完成计算分析工作,制定合理有效的施工方案和施工规划图,为施工提供专业的理论支撑和技术保障,保证施工工程项目得以顺利安全的推进。在施工期间,由于温度会对整体施工质量产生较大的影响,因此要对温度情况进行模拟分析,探讨能够降低温度对施工质量的影响的方法,设置相应的温度监控点,对温度变化情况进行实时监控和分析,尽可能地避免温度带来的误差。

4 斜拉桥施工控制技术的应用

4.1 工程概况

大黑河斜拉桥(135m+135m)为拱形四塔柱的单塔雙索面、塔墩固结、塔梁分离体系,主桥长270m,布置形式为2×135m,桥梁总高度86m,其中,桥面以下21m,桥面以上65m。主墩设置在大黑河河心洲上,单孔分别跨越南北两侧河道及岸上巡河路,桩基为50根长95m,直径为2m的C35水下混凝土摩擦桩,承台为24m×50m×6m的C35普通混凝土大承台,主墩为C50普通混凝土下塔柱,主梁为钢混组合梁,拉索采用扇形双索面平行钢丝。

4.2 大黑河斜拉桥施工控制技术分析

大黑河斜拉桥在建设之前由专业技术人员建立科学系统的施工控制体系,主要对斜拉桥主梁应力和温度影响进行控制,对大黑河斜拉桥施工当地的情况进行全面系统的分析,明确影响施工正常进行的风险因素,建立预警机制。加强对施工技术和施工人员的管理,从而最大程度地降低施工误差,保证施工误差控制在规定的范围之内。在该桥梁大跨度焊接工程项目中,要求焊接人员实现控制线形平顺,保证焊接质量,缩短施工时间,加快施工进度。

该斜拉桥的钢箱梁采用悬臂吊装的方法进行施工,施工内容包括钢箱梁梁段起吊到位、确定钢箱梁匹配并调整箱梁梁段的标高,之后完成对钢箱梁环缝的焊接,进行斜拉索第一次张拉,用吊机移动到位之后完成第二次张拉。在大黑河斜拉桥施工控制中,通过建立完善的施工控制体系,明确施工期间会导致加大施工误差的各项因素,利用控制网络理论,处理多元化控制目标,并采用温度控制技术,减少温度对施工误差的影响。

在施工之前进行预测计算是保证大黑河斜拉桥施工顺利进行的重要因素,根据工程施工情况和施工环境,制定合理的计算参数,分析整个施工过程的影响因素,采用加速度传感器以及锚索计对施工过程中的斜拉索立进行测试。在索塔下横梁的上下塔柱断面设置相应的应力测试点,根据结构受力特点和构建标准,在混凝土内部预埋钢弦计,测量内部应力情况。然后结合桥梁结构特征以及静动实验,进行误差的长期观测和实时监控。大黑河斜拉桥的施工控制原则是以线形控制为首要的施工标准,尽可能地将连接段焊缝宽度和索力宽度等多元化的控制目标控制在规定误差范围之内,保证施工精度。

5 结语

综上所述,随着现代建筑体系的不断发展和完善,大跨度焊接钢箱梁斜拉桥技术越来越成熟,在当前长度要求较长,安全性要求较高,车流量大的桥梁建筑中有十分广泛的应用。本文主要通过对大跨度焊接钢箱梁斜拉桥当前施工概况的探究,指出控制施工期间误差的施工控制技术,并以大黑河斜拉桥建筑工程项目为例,指出施工控制技术的具体应用方案,希望能够为相关建筑行业提供一定的参考。

【参考文献】

【1】么超逸,蒲黔辉,施洲,等.大跨度铁路钢箱梁斜拉桥索梁锚固结构疲劳性能试验研究[J].铁道学报,2015(19):72-79,90.

【2】蒲黔辉,么超逸,施洲,等.新型铁路钢箱梁斜拉桥索梁锚固结构传力机理及应力分析[J].中国铁道科学, 2015(36):12-18.

作者:马非

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