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【摘 要】 大跨径的连续刚构桥因其优良的受力性能,在公路桥梁中应用较广,但由于近年来出现的诸如跨中下挠严重等病害,使得工程界相当重视。目前,主要采用设置预拱度的方式来应对跨中下挠。铁路桥由于车桥耦合等因素对线形要求较高,因此成桥预拱度的设置是有所限制的,本文主要介绍的是某大跨径铁路连续刚构桥的施工控制的相关内容。
【关键词】 铁路;连续刚构;施工监控
引言:
近年来,随着铁路大发展,铁路桥梁的建设也掀起了建设的高潮。铁路桥梁,尤其在高速重载情况下,车线桥耦合等响应严重影响着车、桥系统的动力响应。轮轨不平顺,作为外部激励,是车桥耦合产生的重要的原因,而线路不平顺(桥梁线形的不平顺)是轮轨不平顺的主要原因。以往,公路连续刚构桥在运营一段时间以后,常会出现严重的跨中下挠现象,而且随着运营年限的增长,跨中下挠也越来越厉害。针对公路连续刚构桥的这一病害,通常采用的办法是设置预拱度来应对,因此,桥梁刚竣工时的线形通常比设计线形还高[1][2]。
1 公路与铁路连续刚构桥监控特点
1.1监控的主要目的
对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续刚构桥来说,从开工到成桥要经过一个复杂的施工过程,结构要经过多次体系转换,施工过程中对关键截面的应力监测,能够有效确保施工过程结构的安全性,同时通过应力监测能够保证施工按照预定的轨道(能达到成桥设计目标的施工路径)进行。
总之,施工应力监测的目的就是保证施工过程中结构的安全、确保桥梁按照预定的轨道进行施工并最终使得成桥内力状态满足设计要求。
1.2监控的主要方法
施工应力监测同线形监控同步进行。施工应力监测就是根据设计资料及现场实测参数按照施工方案进行施工全过程应力分析,提取关键截面(施工全过程及成桥后应力响应大的截面)的应力并在关键截面埋设应变传感器,跟踪监测施工各主要工况下关键截面的应变(应力)值。通过监测,来保证在施工中桥梁结构的安全和受力合理并能指导施工。
施工线形监控,主要是通过在施工过程中采用反馈控制措施调节桥梁节段的立模标高等,来达到桥梁的预期线形。由于桥梁在设计的时候,就将确定施工方案,设计也针对施工全过程进行了各施工阶段的验算,因此在确保施工按照预定方案进行的同时,针对梁桥,监控的主要目的将是对线形的监控。
2 某铁路连续刚构桥监控实例
2.1桥梁概况
某新建客运专线连续刚构桥为(88+168+87.1)m,设计时速为250km/h,线间距为5.0m,采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道。该桥墩台编号为0#~3#,其中:1#、2#墩采用双柱式矩形刚臂墩,3#墩采用圆端形实体桥墩,主梁采用挂篮悬臂浇筑法施工。
2.2各阶段挠度分析结果
预拱度包括施工预拱度和成桥预拱度,施工预拱度是由施工过程中的累计位移反向得到,成桥预拱度主要是考虑运营期收缩徐变引起的跨中下挠。为此,需要按照预定的施工工序进行施工全过程分析。
按照设计给定施工顺序进行全过程分析,分别提取最大悬臂状态、成桥状态、成桥十年后三种状态主梁节点挠度值,同时计算在1/2静活载作用下各主梁节点挠度值。下图分别为主梁竖向挠度发展图和活载挠度图。
2.3预拱度设置
本桥采用的预拱度(包括施工预拱度和成桥预拱度,其中施工预拱度根据施工过程中各主梁累计竖向挠度反向设置;成桥预拱度主要考虑1/2静活载挠度和收缩许变产生的竖向挠度,成桥预拱度通过在施工预拱度中预留来实现)。其中,预拱度设置未考虑墩顶变形,应该在立模标高中考虑进墩顶预抬量,本桥考虑3cm,另外立模标高还应考虑施工过程中的临时荷载所产生的弹性变形(如挂蓝等)。
2.4全过程应力分析
施工过程中,为确保结构的安全,需要进行全过程验算[3][4]。为此,进行短暂状况应力验算。图2-8给出了施工全过程最大正应力包络图,图2-9给出了最小正应力包络图。图2-10给出了成桥后(未施加二期恒载)的累计应力云图。
图2-8 CSmin合计 图2-9 CSmax合计
图2-10 成桥后(二期未施加)
3 结论
本文介绍了铁路连续刚构桥施工监控的主要目的和方法,并以某在建大跨铁路连续刚构桥为案例,阐述了施工监控所涉及的线形及应力计算,得到如下结论:
1)从应力计算结果来看,在施工过程中,压应力不大于13Mpa,拉应力不超过1MPa,结构在整个施工过程中是安全的。
2)节段悬臂浇筑时,施工预拱度值需要根据挂篮荷载—变形曲线进行修正。
3)结构计算时,无论挠度还是应力都是建立在设计有效预应力基础上的,因此施工时要确保结构有效预应力的建立,同时应严格控制截面尺寸,不仅要防止截面尺寸减小,而且也要严格控制超方,使结构的一期恒载控制在施工规范和设计允许的范围内。
参考文献:
[1]张永水,曹淑上.连续刚构桥线形控制方法研究
[2]向中富.桥梁施工控制技术[M].北京:人民交通出版社,2001.
[3] JTG D60—2004公路桥涵设计通用规范[S]
[4] JTG D62—2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]
【关键词】 铁路;连续刚构;施工监控
引言:
近年来,随着铁路大发展,铁路桥梁的建设也掀起了建设的高潮。铁路桥梁,尤其在高速重载情况下,车线桥耦合等响应严重影响着车、桥系统的动力响应。轮轨不平顺,作为外部激励,是车桥耦合产生的重要的原因,而线路不平顺(桥梁线形的不平顺)是轮轨不平顺的主要原因。以往,公路连续刚构桥在运营一段时间以后,常会出现严重的跨中下挠现象,而且随着运营年限的增长,跨中下挠也越来越厉害。针对公路连续刚构桥的这一病害,通常采用的办法是设置预拱度来应对,因此,桥梁刚竣工时的线形通常比设计线形还高[1][2]。
1 公路与铁路连续刚构桥监控特点
1.1监控的主要目的
对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续刚构桥来说,从开工到成桥要经过一个复杂的施工过程,结构要经过多次体系转换,施工过程中对关键截面的应力监测,能够有效确保施工过程结构的安全性,同时通过应力监测能够保证施工按照预定的轨道(能达到成桥设计目标的施工路径)进行。
总之,施工应力监测的目的就是保证施工过程中结构的安全、确保桥梁按照预定的轨道进行施工并最终使得成桥内力状态满足设计要求。
1.2监控的主要方法
施工应力监测同线形监控同步进行。施工应力监测就是根据设计资料及现场实测参数按照施工方案进行施工全过程应力分析,提取关键截面(施工全过程及成桥后应力响应大的截面)的应力并在关键截面埋设应变传感器,跟踪监测施工各主要工况下关键截面的应变(应力)值。通过监测,来保证在施工中桥梁结构的安全和受力合理并能指导施工。
施工线形监控,主要是通过在施工过程中采用反馈控制措施调节桥梁节段的立模标高等,来达到桥梁的预期线形。由于桥梁在设计的时候,就将确定施工方案,设计也针对施工全过程进行了各施工阶段的验算,因此在确保施工按照预定方案进行的同时,针对梁桥,监控的主要目的将是对线形的监控。
2 某铁路连续刚构桥监控实例
2.1桥梁概况
某新建客运专线连续刚构桥为(88+168+87.1)m,设计时速为250km/h,线间距为5.0m,采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道。该桥墩台编号为0#~3#,其中:1#、2#墩采用双柱式矩形刚臂墩,3#墩采用圆端形实体桥墩,主梁采用挂篮悬臂浇筑法施工。
2.2各阶段挠度分析结果
预拱度包括施工预拱度和成桥预拱度,施工预拱度是由施工过程中的累计位移反向得到,成桥预拱度主要是考虑运营期收缩徐变引起的跨中下挠。为此,需要按照预定的施工工序进行施工全过程分析。
按照设计给定施工顺序进行全过程分析,分别提取最大悬臂状态、成桥状态、成桥十年后三种状态主梁节点挠度值,同时计算在1/2静活载作用下各主梁节点挠度值。下图分别为主梁竖向挠度发展图和活载挠度图。
2.3预拱度设置
本桥采用的预拱度(包括施工预拱度和成桥预拱度,其中施工预拱度根据施工过程中各主梁累计竖向挠度反向设置;成桥预拱度主要考虑1/2静活载挠度和收缩许变产生的竖向挠度,成桥预拱度通过在施工预拱度中预留来实现)。其中,预拱度设置未考虑墩顶变形,应该在立模标高中考虑进墩顶预抬量,本桥考虑3cm,另外立模标高还应考虑施工过程中的临时荷载所产生的弹性变形(如挂蓝等)。
2.4全过程应力分析
施工过程中,为确保结构的安全,需要进行全过程验算[3][4]。为此,进行短暂状况应力验算。图2-8给出了施工全过程最大正应力包络图,图2-9给出了最小正应力包络图。图2-10给出了成桥后(未施加二期恒载)的累计应力云图。
图2-8 CSmin合计 图2-9 CSmax合计
图2-10 成桥后(二期未施加)
3 结论
本文介绍了铁路连续刚构桥施工监控的主要目的和方法,并以某在建大跨铁路连续刚构桥为案例,阐述了施工监控所涉及的线形及应力计算,得到如下结论:
1)从应力计算结果来看,在施工过程中,压应力不大于13Mpa,拉应力不超过1MPa,结构在整个施工过程中是安全的。
2)节段悬臂浇筑时,施工预拱度值需要根据挂篮荷载—变形曲线进行修正。
3)结构计算时,无论挠度还是应力都是建立在设计有效预应力基础上的,因此施工时要确保结构有效预应力的建立,同时应严格控制截面尺寸,不仅要防止截面尺寸减小,而且也要严格控制超方,使结构的一期恒载控制在施工规范和设计允许的范围内。
参考文献:
[1]张永水,曹淑上.连续刚构桥线形控制方法研究
[2]向中富.桥梁施工控制技术[M].北京:人民交通出版社,2001.
[3] JTG D60—2004公路桥涵设计通用规范[S]
[4] JTG D62—2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]