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1 结构概况
某系杆拱桥主桥上部结构采用下承式钢管砼系杆拱,计算跨径96m,矢跨比1/5,矢高为19.2m,拱轴线为二次抛物线。系梁采用箱形截面,梁高1.9m,宽1.3m,拱脚处加高至3.2m;拱肋采用哑铃型钢管砼,每个钢管外径1.1m,钢管及腹板壁厚14mm,内充C40微膨胀砼,拱肋高度为2.6m;每片拱设间距为5m的吊杆16根,吊杆为刚性吊杆,采用PESFD7x-73低应力防腐拉索;风撑采用2道一字形钢管风撑和4道K撑,钢管壁厚为14mm;端横梁高度为2.472~2.62m,;中横梁高度为1.50~1.65m,宽0.5m,两侧设牛腿以支撑行车道板;行车道板采用25cm高实心板。
主桥桥梁竖曲线由系杆的成桥线形来实现,桥梁横坡由横梁高度来调整。
系杆内布设12束9Φs15.2钢绞线和2束11Φs15.2钢绞线,除2束直线束外其余钢束锚下张拉控制应力均为0.75fpk。每根中横梁内布设4束9Φs15.2钢绞线,每根端横梁内布设10束12Φs15.2钢绞线,横梁钢束锚下张拉控制应力均为0.75fpk。
2 应力监测
2.1 监测目的
应力(应变)监测是桥梁施工监控的基本内容之一,它直接关系到结构的安全,是决定在施工过程中安全与否的重要指标参数。另外,应力实测值与理论值的对比,可用作识别结构工作状态是够满足设计和规范要求的重要依据。本桥的应力(应变)监测是通过表面焊接或预埋应变计的方法实现的。根据批准的施工方案,随着施工进程的推进,采集各施工工况下主梁的应变值,从而可以换算得到结构应力状态。根据各控制截面实测应力情况来判断结构受力情况。
2.2 监测截面和测点布置
根据本桥的结构型式和受力特点,确定应力状态监测断面位置,其中系杆测试截面10个(上下游各5个),拱肋测试截面10个(上下游各5个),中横梁测试截面2个(6#或12#中横梁),共计22个断面,全桥共计72个应力测点。
2.3 测试仪器与测点埋设
(1) 应力监测采用振弦式传感器及配套的频率接收仪。
(2) 传感器必须按规定的测试方向固定在确定位置处的普通钢筋上,保证在砼施工中不松动,拱肋的应变传感器采用焊接的方法固定在钢管表面。
(3) 测试导线应引出砼表面。测试导线应沿相应普通钢筋引出,每隔一段距离(或方向改变处)应用铅丝绑扎牢固。
(4) 测试导线引出砼顶面。要有切实可行的方法保证测试导线编号标志防水及损坏。
(5) 在预埋砼传感器之前,要对传感器逐一检测并做好检测记录。
(6) 施工单位在施工到应力监测部位时,应事先通知施工控制组人员进行现场布设传感器,并予以积极配合。
(7) 在砼施工中,对传感器、特别是传感器与导线连接处附近,不要过分振捣,应防止损坏应力计和导线。
(8) 施工现场中,施工人员应特别注意不要踩踏测试导线。
(9) 现场若发现有传感器和导线损坏情况,应尽快通知施工控制组,以便采取补救措施。
2.4 监测方法和工作内容
(1) 应力测试人员应在每天清晨对已埋设的测点进行定时观测。一般可控制在早晨太阳出来之前。
(2) 在拱桥施工中,结构各控制截面应力要随施工工况进行测试,本桥主要工况如下:
浇筑拱脚及端横梁砼,同时搭设跨河贝雷梁桁架和岸上碗扣钢管支架,并安装系杆的劲性骨架;
搭设钢管拱肋的支墩,分三段安装钢管拱肋,同时安装拱上风撑及吊杆外套钢管;
钢管拱肋合拢且接头焊缝经检测合格后,先泵送拱肋下弦管微膨脹砼;
待下弦管混凝土达到设计强度的90%后,对称张拉系杆的两N7钢束,每束张拉至85t;
压注上弦管内微膨胀砼;
待上弦管混凝土达到设计强度的90%后,再对称张拉系杆的两N7钢束至170t;
压注钢管拱肋腹腔内微膨胀砼;
落架:拆除拱肋及拱脚、端横梁支架,并使系杆的劲性骨架与跨河贝雷梁脱离;
在劲性骨架上附设系杆模板,安装系杆钢筋骨架,在吊杆外套钢管的悬吊下完成系杆砼的浇筑;
待系杆砼达到设计强度的90%后,安装6#、12#中横梁,并对角张拉中横梁两根钢束;
张拉系杆N1、N5钢束;
安装吊杆内拉索,第一次张拉至30t;
安装其余中横梁,对角张拉其预应力钢束;
张拉系杆N2、N6预应力束;
安装桥面板;张拉系杆N3、N4预应力束;
张拉中横梁剩余预应力束;
第二次张拉吊杆至90t;拆除跨河贝雷梁,桥面系施工。
2.5记录及数据整理
(1) 应力监测应有专门记录单。
(2) 应力监测人员应按照应力测试记录表要求,认真填写。
(3) 应力测试记录数据会同施工中其他数据(例如,砼弹性模量实测值、预加力实测值、临时堆积物信息等)及时进行数据分析、计算。若超出设计值较大时或有异常变化时,应及时向施工控制组汇报。
2.6其他事项
(1) 为了使应力监测成为保证施工达到设计要求的手段,应力监测人员应与施工技术人员保持密切的联系和合作。
(2) 对于埋置应力监测的梁段,应取足够的砼棱柱体试件,以测定砼在7,14,28天时的弹性模量。
(3) 施工单位应及时将系杆、吊杆预加力实测值,施加预应力中相关情况告知应力监测人员。