福州三县洲闽江大桥施工监控

来源：爱go旅游网

36桥梁建设　　2000年第2期

福州三县洲闽江大桥施工监控

刘孝军,朱华民

(铁道部大桥局勘设院,湖北武汉430050)

摘　要:福州三县洲闽江大桥是一座主跨为238m的独塔单索面预应力混凝土斜拉桥,其主跨采用悬臂拼装法施工,拼装过程中力求“索力”、“线形”双控,安装控制难度较大。介绍了该桥在悬拼施工过程中的监控阶段的确定、施工监控原则、监控计算、标准节段监控实施步骤、监控内容及监控效果。

关键词:福州;闽江桥;斜拉桥;预应力混凝土桥;施工监控;桥梁观测

中图分类号:U44511　　　文献标识码:A　　　文章编号:1003-4722(2000)02-0036-03

1　前　言

福州三县洲闽江大桥,为预应力混凝土独塔单索面斜拉桥,跨度布置为(238+179)m,其中边跨(179m)中间加设了2个辅助墩,分成(76+56+47)m三小跨(见图1)。主跨采用悬臂拼装法施工,悬臂拼装共4联,每联49m,分成14块,每拼装块长3.5m,各联之间设一湿接头。本桥是目前国内单伸臂最大的预制悬拼独塔预应力混凝土斜拉桥,最大伸臂达211.5m。由于各联线形在预制时已定型,在拼装时各块之间拼接缝不允许填垫片,其线形的控制比一般现浇混凝土斜拉桥更难。为确保拼装过程安全顺利,线形理想,拼装过程的监控尤为重要。下面介绍本桥在悬拼过程中施工监控阶段的确定、监控原则、监控计算、监控方法、标准节段监控的具体实施步骤。

节段施工过程中应选择合适的施工工序状态作为监控状态。本桥主跨的标准节段由3.5m无索块与3.5m有索块组成,见图2。对每一标准节段确定了2个阶段作为施工监控阶段:无索块为在张拉完该块预应力后,架桥机前移3.5m作为监控阶段;有索块为在张拉完N

(N-1)′(N-2)′-1、号索,N-2、号索后,架桥机前移3.5m作为监控阶段。选择这样2个阶段可完全满足施工监控的需要。在此两阶段之间,是为吊装下一块做准备工作,不会影响施工进度,桥上也不会有大的荷载变动,可不作为施工监控阶段。

图2　标准节段示意

2.2　施工监控原则

由于该桥跨度大,结构相对柔性,监控的各参数之间的相互影响比较大,单独研究某项测试内容并不能从整体把握结构当时的状态,故各项施工测试应在同一施工工况进行且应在尽量短的时间内完成,在测试过程中不允许大的荷载在桥上移动。

图1　福州三县洲闽江大桥立面

3　施工监控计算[1]

2　施工监控阶段的确定及施工监控原则2.1　确定施工监控阶段

监控阶段选择得合理与否不仅对施工进度有直接影响,而且关系到是否满足施工监控的要求,所以在各

施工监控计算应用“无应力状态控制法”,采用《斜拉结构软件系统》程序进行计算。通过控制安装过程中斜拉桥各构件单元的无应力长度和无应力曲率来实现对成桥目标的自动逼近。

收稿日期:2000-03-01

作者简介:刘孝军(1964-),男,工程师,1987年毕业于大连理工大学工程力学专业,工学学士。

福州三县洲闽江大桥施工监控　　刘孝军,朱华民37

(N-1)′索块时,控制N-1、、号索的索力,N、N、N′N′

(N-1)′号索张拉第2次时,要求N-1、号索张拉到位。

张拉索力大小的控制:斜索初张拉给出张拉力,以后索力的调整均采用锚头的伸缩量,同时记录千斤顶读数,张拉完毕,采用频谱分析法进行比较,最后以频谱分

计算流程:

析法测量为标准。这种方法免除了由于施工荷载、张拉摩阻等一系列不定因素的影响,使张拉索力控制得以顺利实施,从而提高施工进度,同时可避免由于索力张拉不准而造成施工过程不可逆的破坏。

索力测量时要对千斤顶进行使用前严格标定,并在

4　标准节段监控的实施步骤

本桥主跨悬拼标准节段长为7m,分为3.5m无索块及3.5m有索块两块。具体实施分8步:

(1)将上一悬拼块拼装完后监控阶段的监测资料登录计算机,计入温度、临时荷载的影响,计算出索力、高程变化、应力,并进行标准化处理。

(2)根据标准化处理后的应力判断结构当前是否处于安全状态。绘制出标准化后索力、线形及理论索力和线形比较图表,根据此图表可看出上一指令执行情况。分析并找出控制参数误差产生的原因。

(3)根据第(2)步,作出索力可否调整的决定,给出下一悬拼块的前后高差,以及需要张拉的索号和索力(第2次以后的索力调整给出锚头伸缩量)。

(N-1)′(4)该块拼装完毕,张拉N-1、号索(锚头

(N-2)′伸长量控制),并将N-2、号索张拉到位,架桥机前行3.5m,进行该块的监测。

(5)重复(1)、(2)、(3)步骤。(6)张拉N、(N-1)′号索,并将N-1、号索张拉N′

到位,架桥机前行3.5m,进行该块的监测,进入下一标准节段。

5　施工监控内容及监控效果

测量中加以修正。索力换算要符合基频,并且用前3～4阶频率作验证。索力测量应避开大风和雨雪的天气,测量前应检查索的约束条件是否发生改变,以消除影响索力测量的外界因素。5.1.2　索力控制结果第2联拼装完的索力控制结果见表1。

表1　第2联拼装完后索力对比表

中跨索号

123456789101112131415

实测索力

kN643444445556664000030850120260520640980190500920090220740610

计算索力

kN634444445556664000960000070230310600920200440770040190430740

索力比

0.1.0.1.1.1.1.1.0.1.1.1.1.1.0.985018963012007049009012998011026008005047973

5.2　线形控制

线形控制包括高程控制和桥中心线控制。因桥中心线控制与高程控制方法相类似,这里主要介绍高程控制。本桥主跨为预制悬臂拼装,并且在拼装过程中接缝处不填垫片,其线形不可能通过抛高进行调整,因此,全桥线形的控制关键在于控制新悬拼块和湿接头的线形。5.2.1　新悬拼块线形控制方法

本桥施工监控是以拼装过程中的索力和主梁线形作为施工控制参数。即监控对象。5.1　索力控制5.1.1　索力控制方法

索力是斜拉桥重要的控制参数,拉索索力的大小准确与否不仅影响到桥的线形,而且关系到安装过程中整个结构的安全,所以,在施工中必须严格控制索力张拉,确保索力测量正确可靠。

(N-2)′拼装N节段无索块时,控制N-2、、N-(N-1)′(N-1)′1、号索的索力,N-1、号索张拉第2次

(N-2)′时,要求N-2、号索张拉到位;安装N节段有

新悬拼块的高程用绝对高程和相对高程进行控制。

由于新悬拼块的后端与已拼装完的梁的最前端必须很好地匹配,且二者之间不可填垫片,加之在试拼及拼装过程中,由于温度和施工荷载的不确定性而导致绝对高程的不稳定,故此时的高程控制实际上是控制新悬拼块前、后端的相对高差。拼装完毕,张拉完预应力后,高程控制以控制该块绝对高程为主。5.2.2　湿接头高程控制方法

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斜拉桥主跨共分4联,各联之间采用湿接头连接,湿接头高程控制主要通过湿接头高差控制,其计算方法见图3。

端模,故在计算湿接头的高差时,也应同时计算B联第1块e点与b点的高差∃Heb。B联第1块的高差∃Heb按预制实际线形计算。5.2.3　线形监控效果

主梁悬拼完第2联的监控效果见图4(图中实拼线形经过放大)。实践证明这种监控方法是行之有效的,而且保证了主梁的线形理想,索力误差控制在5%以内。

图3　湿接头高差计算简图

图4　主梁第2联悬拼完成后的监控效果从已拼完A联实际线形的终点a出发,按照即将拼装的B联预制梁的线形模拟出下一联B联拼装完毕的线形,根据B联模拟线形终点c点标高Hc与理论线形c点标高H′c比较,得高程差:∃Hc=Hc-H′c

　　∃Hc即为湿接头Si在B联需要调整的高度,湿接

头Si的高差调整值:

∃HSi=Lab󰃗Lbc×∃Hc其中,Lab为湿接头Si的长度;Lbc为B联长度。

湿接头实际高差:

∃H

6　结　语斜拉桥的监控要根据桥的不同特点,选择合理的监控阶段,确定正确的控制参数和监测内容,提出具体的监控方法。本桥由于其固有的特点,在监控过程中,力求做到索力、线形双控。实践证明索力控制只要建立正确的计算模型,并在安装过程中适当调整设计参数,使各设计参数尽量接近实际,严格监控,计算应力与实际结构应力是十分接近的,且线形控制保证了主梁的线形理想。

参　考　文　献:

[1]　秦顺全,谢红兵,刘孝军.武汉长江二桥安装计算及监控管

=∃H′∃Hab-

其中,∃H′。ab为湿接头调整前高差

如果∃Hsi太大,也即湿接头在顺桥向的相对坡度过大,∃Hc调整值应留一部分待下个湿接头调整,以免在湿接头两端出现折角——死弯。

由于湿接头的浇注是以即将拼装B联的第1块为

理[J].桥梁建设,1995,(3):41-43.

[2]　文武松,王邦楣.斜拉桥施工阶段监测监控的内容和方法

[J].桥梁建设,1999,(4):63-65.

ConstructionMonitoringforSanxianzhouMinjiangRiverBridgeinFuzhou

LIUXiao-jun,ZHUHua-min

(ReconnaissanceandDesignInstitute,MajorBridgeEngineeringBureau,theMinistryofRailways,Wuhan430050,China)

Abstract:SanxianzhouMinjiangRiverBridgeinFuzhouisasinglepylon,singlecableplanePCcable2stayedbridgewithamainspanof238m.Themainspanofthebridgeiserectedwithcantileverconstructionmethod.Duringerection,effortshavebeenmadetocontrolcableforceandbridgegeometryatonetime.Theerectioncon2trolisthusfairlydifficulttocarryout.Determinationofmonitoringstages,principlesandcalculationarede2.scribed,andmonitoringsteps,contentsandeffectsfortypicalsegmentsofthebridgearedealtwithaswell

Keywords:Fuzhou,MinjiangRiverbridge,cable2stayedbridge,prestressedconcretebridge,constructionmonitoring,bridgeobservation

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