预应力混凝土梁桥关键施工技术研究

预应力混凝土梁桥关键施工技术研究

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摘要:文章对预应力混凝土连续梁桥的施工方法和特点进行简单介绍,对采用悬臂梁浇筑法进行连续梁桥施工的过程中对施工结构控制和预应力控制的原理和方法进行分析,供同行参考。

关键词:预应力混凝土桥梁;施工技术;连续梁

1引言

桥梁工程是道路交通基础设施建设中的重要部分,其中连续梁桥结构由于其特殊的结构特点而被广泛应用于道路、基础设施和水利设施等交通建设中,而且这也促进了悬臂施工法等更加适合连续梁桥结构的桥梁工程的施工方法的发展。目前的桥梁建设中,预应力混凝土连续梁桥在设计时具有截面高度灵活设置等特点,而且可以通过对底板和顶板的厚度调节来满足不同工程和城市建设的需求,在目前桥梁施工方法不断成熟和完善,并且不断有新的施工技术应用其中的背景下,预应力混凝土连续梁桥的施工技术取得较大的发展和进步。

2预应力混凝土连续梁桥施工方法及特点

2.1预应力混凝土连续梁桥施工方法概况

预应力混凝土连续梁桥施工方法主要有支架现浇法、悬臂浇筑法、悬臂拼装法、模架移动法和浮吊施工法等,其中悬臂浇筑法是目前我国预应力混凝土连续梁桥施工中最常用的施工方法。在实际的预应力混凝土连续梁桥施工过程中,此桥梁的桥墩会与梁进行固结,并会受到不对称弯矩的影响,所以在采用此技术进行桥梁施工时,首先需要进行桥墩的建设并沿着桥的跨径进行逐段加长,此施工过程需要采用对称施工的方式进行,在逐段施工的过程中,随着悬臂长度的逐渐增加,会导致梁内的负弯矩也会随之增加,所以需要在施工过程中从悬臂梁的上部增加预应力,确保悬臂梁施工的安全与稳定。

以悬臂浇筑施工法为例,其主要的施工工艺步骤如下:一是要进行桥梁主墩的确定,然后从桥梁两端同时在主墩上进行混凝土浇筑,并将主墩和桥梁进行固结,形成临时的支撑体系;二是每一个节段浇筑混凝土完成之后,在此节段上进行挂篮的安装,然后在挂篮上再次进行混凝土的浇筑,这样对连续梁起到预应力张紧的作用,从而确保梁的受力平衡;三是随着浇筑作业的进行,悬臂梁的长度逐渐增加,两端的悬臂梁需要进行靠拢之后,进行合拢支架的安装,最后进行合体浇筑;四是在进行合体浇筑之后,进行墩和梁之间固结的解除,这样就完成了整个预应力混凝土连续梁的浇筑施工作业。

2.2预应力混凝土连续梁桥施工方法的特点

根据预应力混凝土连续梁施工中的悬臂梁浇筑施工工艺步骤可以看出,其施工工艺具有以下特点:一是桥梁悬臂施工的应用对预应力筋起到更大、更高的要求,在施工阶段预应力张拉不仅可以成为桥梁结构加固的重要力量,而且还可以起到临时固定的作用;二是挂篮悬臂相对于整个框架的浇筑方法,施工中的桥梁空间不浪费,以确保无论是驾驶或船舶同行时,可以尽量减少对交通的影响,以及施工方法不受桥梁限制;三是采用变截面箱梁,减轻了自重对桥梁的不利影响,使桥梁更加美观。四是挂篮悬臂施工方法,施工速度快,施工质量优越、桥梁连续性好,工期短,不受环境影响。当然,悬臂施工也存在一些缺点,如施工顺序的完成和工期的延长等。设备比较复杂,安装不好。要采取对称施工,施工要求较高,难度大。

3预应力混凝土连续梁桥施工控制关键技术

在施工过程中,实际施工中会偏离设计目标,如果你不能保证预应力混凝土连续梁桥的施工建设,复杂的施工方法是施工控制中必须严格要求,如果不采取严格的监测方法、质量和安全,容易导致更严重的事故。施工控制是一个漫长而细致的过程,一个桥梁悬臂浇筑施工过程作为一个系统工程,包括从开始到结束的整个过程,考虑到各种不确定性的理想状态的差异,对外部环境的分析的复杂性,在错误的参数错误,纺丝找到错误分析相对真值,调整和改进。

3.1预应力控制

在预应力混凝土连续梁桥的施工过程中,最关键的技术就是对预应力进行控制,而且在预应力控制过程中,需要从纵向预应力系统和竖向预应力系统两个方面进行控制。对于前者来说,主要包括顶板束、底板束、腹板束等基础构件来对预应力进行控制,其中顶板束的作用是对墩上进行浇筑的混凝土固结所承受的负弯矩进行分担;底板束则是对张紧拉力进行承德那,而腹板束则是对桥跨所承受的纵向剪切力进行承担。而对于后者来说,主要是采用钢筋螺母固定的方式对预应力进行控制,在箱梁的腹板上均匀布置若干个钢筋螺母,这样就可以对桥梁竖向上的预应力进行平衡控制。在具体的施工过程中,通常使用在关键部位设置传感器的方式对内应力进行实时监测,通过计算机系统对相应的应力进行计算,并确定使用外部预应力的大小,从而确保预应力混凝土连续梁桥施工的安全和稳定。

3.2开环控制法

在桥梁结构的设计计算中,桥型计算步骤通常比较简单,但桥梁施工过程具有一次性的特点。所谓开环控制,它是一个单向操作过程,首先由理想状态设计的桥,这是由设计负荷准确计算出来的。然后估计起拱的程度,并根据起拱的严格评价,完成后的建设,以达到理想状态成一个桥梁,没有人根据实际情况反馈。事实上,在桥梁施工的前期案例中,开环控制的思想是不存在的,但设置预拱度的方法和开环控制的思想不谋而合,在桥梁施工中起着极其重要的作用。然而,该方法没有能力控制错误和纠正错误。

3.3闭环控制法

闭环控制法,又称反馈控制法,适用于大型、复杂、相对稳定的桥梁。事实上,闭环控制是一个反馈系统,纠正错误的时间,误差大小反馈测量。加工误差随跨度的增大而增大,这是一个不可忽视的共同因素。它甚至可以导致建设的最后一行。然而,此方法不分析错误的原因。

3.4自适应控制法

自适应控制,适用于桥梁施工全周期过程,系统需要建立自适应系统,其中包括闭环反馈控制系统,双错误识别系统,选取误差理论找出的错误原因与理想状态不一致时,需要自动调整。虽然闭环控制方法也可以增加系统误差和测量误差修正时间,但随着正确的误差,通过调整结构的理想状态的被动状态,以减少误差的影响。在这部分的建设,尤其是重复的悬臂施工,在实际施工阶段,很难达到理想的状态,这是错误的一个重要原因,如果及时发现错误识别,及时调整阶段,结果到了下一阶段的调整,可以使系统模型参数更准确、合理、方便施工的实际情况。

4结语

目前我国主要桥梁工程形式为预应力混凝土连续梁桥施工形式,在所有的施工方法中比较常用的为悬臂梁浇筑法,其具有施工步骤简单、应用范围广、施工速度快和施工成本低等优点,在采用此技术进行连续梁桥施工时,主要就是采用事后控制法或预测控制法对施工结构内力和结构稳定性的控制,以及对施工过程中纵向预应力和竖向预应力的控制,希望此文章从理论和实践上对同行的预应力混凝土连续梁桥施工起到较好的指导和借鉴作用。

参考文献:

[1]李友胜,奉桂芳,李祥胜.波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥关键施工技术[J].施工技术,2017(19).

[2]王慧强.(58+96+58)m预应力混凝土连续梁桥施工控制技术研究[D].石家庄铁道大学,2016.

[3]张立博.预应力混凝土梁桥关键施工技术分析与研究[D].湖北工业大学,2017.

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