论文部分内容阅读
[摘 要]由于经济的飞速发展，使得我们不得不建设越来越多的大跨度桥梁用来应对日益繁忙的交通。大跨度预应力混凝土桥梁的运用也随之变得重要起来，并且取得了飞速的发展。大跨度预应力混凝土桥梁的优点在于能够适应特大跨径桥梁的承压要求，具有承压能力强、抗震能力好、整体结构性能出色、施工方便，维护简单和便于高空作业的特点。有助于行车的平稳性、安全性和舒适性。所以，在未来的数年里大跨度预应力混凝土桥梁在我国桥梁建设中将会有越来越大的占有率。大跨度预应力混凝土桥梁的使用也会愈来愈普遍，成为今后桥梁建设中不可缺少的一部分。
[关键词]大跨度预应力混凝土 桥梁结构 计算分析 影响因素 控制技术
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-351-01
引 言：在对桥梁结构进行设计时，存在着许多外在因素的干扰，例如施工情况的确立、准确的选取参数和详细分析结构模型等。还有施工过程中与设计状态下存在冲突的影响，以及大跨度预应力混凝土连续刚构、T型刚构，混凝土材料的不确定性和混凝土材料的不均匀性。所以，对施工预拱度、主梁梁体内的预应力等方面在桥梁施工过程有必要严格要求。就目前来讲，施工控制法主要有三种：一是设计时给予主梁标高和内力最大的误差容许值控制法；二是采用纠偏终点控制法；三是应用现代控制理论中的自适应控制法。合理的减少外在因素的干扰，将会使大跨度预应力混凝土桥梁更快的被在实际中应用。
一、桥梁结构的理论计算分析
有限元素法是桥梁结构理论计算最常用的分析方法，是施工控制与检测的主要依据，能够分析各段施工工况下的位移和相应截面的应力。到现在为止计算桥梁施工控制结构的方法有：无应力状态计算法、正装分析法和倒装分析法。在对大跨度预应力混凝土桥梁进行结构分析时，必须采用正装计算法。它能够更好的处理结构的混凝土收缩，非线性问题和混凝土徐变等问题。与此同时，能够很准确地得到桥梁结构在施工阶段中的受力状态和位移。倒装分析法是计算桥梁施工控制结构方法不可或缺的一部分，必须通过倒装分析法去进行施工，才能够符合桥梁成桥的设计要求。一般来说，都是以倒装计算结果作为预拱度控制的依据，以正装计算结果作为应力监测的依据。无应力状态法被称作为分析桥梁结构受力状态最好的方法之一，它的优点在于能够将桥梁结构的终点状态和中间状态完美的结合在一起。由于无应力状态法的这些优点，使得它的应用范围变得广阔了起来。尤其在大跨度悬索桥和拱桥上，它的这些优点完全被充分的发挥了出来。
二、影响桥梁施工控制技术的因素
桥梁施工控制的目的为了将想象中的设计与实际施工状态下更完美的相似，达到天衣无缝的境界。为了达到这个目的，就要更加彻底的了解在施工状态下可能出现与理想设计不符的全部因素，使得对施工进行更加有效的控制。
2.1结构参数是每一种桥梁施工控制一定要思考的必要因素。 结构参数能够直接影响分析结果的精确性。以下是结构参数主要的几个方面：①材料容重是施工阶段里影响变形与内力的主要因素，在施工控制技术方面一定要考虑设计值与实际容重之间的误差，尤其对待混凝土材料更要做出高规格的要求。结构构件截面尺寸误差是影响截面特性计算误差的主要因素。它也将影响结构变形和结构内力。因此必须经过实测数据对结构尺寸取值进行动态修正并作误差分析。②在所有架设体系中都存在施工荷载，在控制分析中荷载对变形是不容小视的，必须要根据实际进行取值。③结构构件截面尺寸误差将直接影响截面特性计算的误差，从而影响结构变形、内力等的分析结果。因此在控制过程中要通过实测数据对结构尺寸取值进行动态修正并作误差分析。④材料热膨胀系数的准确度将直接影响施工控制。要结合同类型桥梁的经验对取值作类比分析，对实际的桥梁结构要进行抽样调查验证。⑤预加应力或索力预加应力是预应力混凝土结构内力与变形控制应考虑的重要结构参数，但预加应力值的大小受很多因素的影响，包括预应力钢筋断面尺寸、管道摩阻、张拉设备和弹性模量等，在施工控制中必须对它的取值误差进行合理估计。
2.2对桥梁结构的变形和受力影响最大的因素就是温度变化，不同温度对结构应力，结构状态和结构形变的影响是不一样的。温度太高会让结构发生很大的形变，从而不能保障结构控制的有效性。因此一定要考虑温度变化对结构控制的影响。温度变化主要包括：殘余温度、不同温度场分布、季节温差、日照温差、 骤变温差等。由于温度是不可确定因素，在实际控制状态下是不能事先确定的。一般情况下，都将理想状态设定在一个特殊的温度下，用来消除温度变化对控制结构的影响。通常情况下都会把温度变化较小的清晨作为实测数据的采集时间
2.3材料收缩、徐变对结构形变的影响直接影响到混凝土桥梁结构。这是由于施工中各阶段龄期相差较大，混凝土普遍加载龄期短的原因。所以，在控制中必须认真研究，使用更以合理的、更有效的计算模型和徐变参数。
2.4桥梁施工控制中最基本的技术手段就是施工监测误差，施工监测误差包括变形监测和应力监测等。由于测量仪器本身、测量方法、数据采集、数据处理和环境影响等存在误差导致结构监测存在误差。结构监测误差将会造成结构状态设计和实际参数相吻合的假象，也会是本来比较好的状态变得糟糕。因此，测量的可靠性对结构控制是至关重要的。
2.5结构计算分析模型是为实际桥梁结构简化专门设立的计算模型，主要包括：模型本身的精度，边界约束条件的处理和各种假定条件等方面。在实际操作中必须对以上提到的方面进行特定的准备，比如进行特定的实验进行探究，为了使计算模型的误差减小到最低化。还有必要建立能够反映结构实际特征的分析方法和模型。与此同时，也可以经过多次计算，通过对结果的比较进行分析，更好的保障计算结果的准确性。
2.6施工管理的合理与不合理直接影响桥梁施工的进度和质量等，桥梁的实际施工是管理桥梁施工控制最主要的部分。如果施工的进度达不到预期的计划，必定会给施工控制带来不必要的麻烦。所以，合理的进行施工管理是至关重要的，不容小视。就以连续刚构桥，混凝土连续梁和悬臂施工来讲，倘若两对悬臂施工进度不同，就会使两悬臂在合拢前存在不同的等待时间。这样就会影响徐变变形，最终导致两悬臂十分困难的合拢。
三、结语
大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术是保障桥梁工程质量的重要手段。在实际施工中，必须使施工控制，施工监测和施工工艺参数更加合理，为桥梁能够更好地成桥打下一个坚实的基础。与此同时，也要更多的借助现代化技术，毕竟高科技可以解决很多依靠人解决不了的难题。在分析测试中应用现代化技术将会使得处理数据更精确，大大减少不必要的误差影响。通过对大跨度预应力混凝土桥梁的施工测量，详细了解各个施工阶段的形变情况和受力情况，以便于提供更好，更合理的控制技术支持。通过施工监测，能更有效的解决一些至关重要的问题，使得桥梁受力比较合理、结构分析计算尽可能正确、线形设计更符合要求。以确保桥梁的工程质量工、工程安全、行车舒适、长久耐用和美观漂亮。最后，收集成桥试验全过程信息也是不容小视的一部分，收集桥梁成桥信息可以为桥梁科学研究和发展奠定基础。为将来的桥梁事业做出一些微小的贡献。
参考文献：
[1] 左许泉；娄底大埠公路大桥施工技术总结. [J] 湖南交通科技，2007
[2] 郑文忠，王英；预应力混凝土房屋结构设计统一方法[J] 黑龙江科学技术出版社，2008
[3] 张继尧；王昌将；悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥 [J] 人民交通出版社，2007
[4]李国平；预应力混凝土结构设计原理[J] 北京人民交通出版杜，2007
[关键词]大跨度预应力混凝土 桥梁结构 计算分析 影响因素 控制技术
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-351-01
引 言：在对桥梁结构进行设计时，存在着许多外在因素的干扰，例如施工情况的确立、准确的选取参数和详细分析结构模型等。还有施工过程中与设计状态下存在冲突的影响，以及大跨度预应力混凝土连续刚构、T型刚构，混凝土材料的不确定性和混凝土材料的不均匀性。所以，对施工预拱度、主梁梁体内的预应力等方面在桥梁施工过程有必要严格要求。就目前来讲，施工控制法主要有三种：一是设计时给予主梁标高和内力最大的误差容许值控制法；二是采用纠偏终点控制法；三是应用现代控制理论中的自适应控制法。合理的减少外在因素的干扰，将会使大跨度预应力混凝土桥梁更快的被在实际中应用。
一、桥梁结构的理论计算分析
有限元素法是桥梁结构理论计算最常用的分析方法，是施工控制与检测的主要依据，能够分析各段施工工况下的位移和相应截面的应力。到现在为止计算桥梁施工控制结构的方法有：无应力状态计算法、正装分析法和倒装分析法。在对大跨度预应力混凝土桥梁进行结构分析时，必须采用正装计算法。它能够更好的处理结构的混凝土收缩，非线性问题和混凝土徐变等问题。与此同时，能够很准确地得到桥梁结构在施工阶段中的受力状态和位移。倒装分析法是计算桥梁施工控制结构方法不可或缺的一部分，必须通过倒装分析法去进行施工，才能够符合桥梁成桥的设计要求。一般来说，都是以倒装计算结果作为预拱度控制的依据，以正装计算结果作为应力监测的依据。无应力状态法被称作为分析桥梁结构受力状态最好的方法之一，它的优点在于能够将桥梁结构的终点状态和中间状态完美的结合在一起。由于无应力状态法的这些优点，使得它的应用范围变得广阔了起来。尤其在大跨度悬索桥和拱桥上，它的这些优点完全被充分的发挥了出来。
二、影响桥梁施工控制技术的因素
桥梁施工控制的目的为了将想象中的设计与实际施工状态下更完美的相似，达到天衣无缝的境界。为了达到这个目的，就要更加彻底的了解在施工状态下可能出现与理想设计不符的全部因素，使得对施工进行更加有效的控制。
2.1结构参数是每一种桥梁施工控制一定要思考的必要因素。 结构参数能够直接影响分析结果的精确性。以下是结构参数主要的几个方面：①材料容重是施工阶段里影响变形与内力的主要因素，在施工控制技术方面一定要考虑设计值与实际容重之间的误差，尤其对待混凝土材料更要做出高规格的要求。结构构件截面尺寸误差是影响截面特性计算误差的主要因素。它也将影响结构变形和结构内力。因此必须经过实测数据对结构尺寸取值进行动态修正并作误差分析。②在所有架设体系中都存在施工荷载，在控制分析中荷载对变形是不容小视的，必须要根据实际进行取值。③结构构件截面尺寸误差将直接影响截面特性计算的误差，从而影响结构变形、内力等的分析结果。因此在控制过程中要通过实测数据对结构尺寸取值进行动态修正并作误差分析。④材料热膨胀系数的准确度将直接影响施工控制。要结合同类型桥梁的经验对取值作类比分析，对实际的桥梁结构要进行抽样调查验证。⑤预加应力或索力预加应力是预应力混凝土结构内力与变形控制应考虑的重要结构参数，但预加应力值的大小受很多因素的影响，包括预应力钢筋断面尺寸、管道摩阻、张拉设备和弹性模量等，在施工控制中必须对它的取值误差进行合理估计。
2.2对桥梁结构的变形和受力影响最大的因素就是温度变化，不同温度对结构应力，结构状态和结构形变的影响是不一样的。温度太高会让结构发生很大的形变，从而不能保障结构控制的有效性。因此一定要考虑温度变化对结构控制的影响。温度变化主要包括：殘余温度、不同温度场分布、季节温差、日照温差、 骤变温差等。由于温度是不可确定因素，在实际控制状态下是不能事先确定的。一般情况下，都将理想状态设定在一个特殊的温度下，用来消除温度变化对控制结构的影响。通常情况下都会把温度变化较小的清晨作为实测数据的采集时间
2.3材料收缩、徐变对结构形变的影响直接影响到混凝土桥梁结构。这是由于施工中各阶段龄期相差较大，混凝土普遍加载龄期短的原因。所以，在控制中必须认真研究，使用更以合理的、更有效的计算模型和徐变参数。
2.4桥梁施工控制中最基本的技术手段就是施工监测误差，施工监测误差包括变形监测和应力监测等。由于测量仪器本身、测量方法、数据采集、数据处理和环境影响等存在误差导致结构监测存在误差。结构监测误差将会造成结构状态设计和实际参数相吻合的假象，也会是本来比较好的状态变得糟糕。因此，测量的可靠性对结构控制是至关重要的。
2.5结构计算分析模型是为实际桥梁结构简化专门设立的计算模型，主要包括：模型本身的精度，边界约束条件的处理和各种假定条件等方面。在实际操作中必须对以上提到的方面进行特定的准备，比如进行特定的实验进行探究，为了使计算模型的误差减小到最低化。还有必要建立能够反映结构实际特征的分析方法和模型。与此同时，也可以经过多次计算，通过对结果的比较进行分析，更好的保障计算结果的准确性。
2.6施工管理的合理与不合理直接影响桥梁施工的进度和质量等，桥梁的实际施工是管理桥梁施工控制最主要的部分。如果施工的进度达不到预期的计划，必定会给施工控制带来不必要的麻烦。所以，合理的进行施工管理是至关重要的，不容小视。就以连续刚构桥，混凝土连续梁和悬臂施工来讲，倘若两对悬臂施工进度不同，就会使两悬臂在合拢前存在不同的等待时间。这样就会影响徐变变形，最终导致两悬臂十分困难的合拢。
三、结语
大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术是保障桥梁工程质量的重要手段。在实际施工中，必须使施工控制，施工监测和施工工艺参数更加合理，为桥梁能够更好地成桥打下一个坚实的基础。与此同时，也要更多的借助现代化技术，毕竟高科技可以解决很多依靠人解决不了的难题。在分析测试中应用现代化技术将会使得处理数据更精确，大大减少不必要的误差影响。通过对大跨度预应力混凝土桥梁的施工测量，详细了解各个施工阶段的形变情况和受力情况，以便于提供更好，更合理的控制技术支持。通过施工监测，能更有效的解决一些至关重要的问题，使得桥梁受力比较合理、结构分析计算尽可能正确、线形设计更符合要求。以确保桥梁的工程质量工、工程安全、行车舒适、长久耐用和美观漂亮。最后，收集成桥试验全过程信息也是不容小视的一部分，收集桥梁成桥信息可以为桥梁科学研究和发展奠定基础。为将来的桥梁事业做出一些微小的贡献。
参考文献：
[1] 左许泉；娄底大埠公路大桥施工技术总结. [J] 湖南交通科技，2007
[2] 郑文忠，王英；预应力混凝土房屋结构设计统一方法[J] 黑龙江科学技术出版社，2008
[3] 张继尧；王昌将；悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥 [J] 人民交通出版社，2007
[4]李国平；预应力混凝土结构设计原理[J] 北京人民交通出版杜，2007